时频信号分析器设计1.doc

时频信号分析器设计1.doc燕山大学
课程设计说明书
题目： 时频信号分析器设计
课程设计（论文）任务书
院（系）：电气工程学院 基层教学单位:
学号
学生姓名
专业（班级）
设计题目
时频信号分析器设计
设 计 技 术
参 数
所设计的时频信号分析器要求产生如下四种信号：频率为5Hz,采样频率为
100Hz的正弦采样信号X,将信号X混有随机噪声后的带噪信号、X的频谱信号、 带噪信号的频谱信号。
设计要求
要求应用MATLAB设计良好的人机界面，每个按键对应一种波形。
工 作 量
设计时频信号分析器，每按一键得到一相应波形，工作量饱满
工 作 计 划
第一天， 查阅资料，熟悉MATLAB软件，以及相关程序； 第二，三，四天明确设计思路，设计出符合要求的程序； 第五天，调试，修改程序，完成课程设计说明书。
参 考 资 料
《MATLAB数字图像处理》 张德丰 电子工业出版社
《实用数字信号处理》詹敏晶人民邮电出版社
《信号处理原理及应用》谢平***出版社
指导教师签字
基层教学单位主任签字
说明：此表一式四份，学牛、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
2011 年 7 月 2 0
目录
第一章摘要 5
第二章引言 5
第三章有关数字信号处理知识 6
6
2快速傅里叶变换 6
3信号的频谱分析 8
第四章MATLAB中的图形用户界面设计 8
1 GUI设计原则 8
2 GUI设计步骤 9
3 GUI的实现 9
W
第五章时频信号分析器原信号的产生 11
1命令介绍 11
2频率为5Hz,采样频率为100Hz的正弦采样信号X 12
X带燥信号产生 12
4 X的频谱信号产生 12
X带燥信号的频谱信号 13
第六章MATLAB仿真结果 14
1各源信号MATLAB仿真结果 14
2时频信号分析器的仿真结果 16
3从题目中得到的结论 20
第七章心得体会 20
参考文献 21
时频信号分析器设计
第一章引言
随着科学技术的发展，信号处理理论和分析方法已经应用与许多领域和科学 中。尤其是数字计算机的出现和大规模集成技术的高度发展，有力的推动了数字信号处 理技术的发展和应用。当今社会已经进入信息时代，人们每天都要接触各种各样载有信 息的信号形式，如接收广播，电视信号，使用电话传送声音信号等，其目的是为了把不 同形式的消息借助一定形式的信号进行传递和表达。因此对信号进行分析和处理显得极 为重要，所以为了对信号进行分析处理，慢慢的，出现了时频信号分析仪。
第二章摘要
社会的不断发展，对信号的分析处理技术有着越来越高的要求，尤其是信号的 频谱分析显得更加重要，所以对信号频谱的分析与研究是十分重要的。信号频谱分析是 将信息源发出的信号强度按频率顺序展开，使其成为频率的函数，并考察变化规律，称 为频谱分析。频谱分析主要是分析信号是由哪些频率的正弦信号叠加得到的，以及这些 正弦信号的振幅。时频信号分析仪的功能为在同一瞬间显示频域的信号振幅，其工作原 理是针对不同的频率信号而有相对应的滤波器与检知器，再经由同步的多工扫描器将信
号传送到荧屏上。
第三章有关数字信号处理知识

3. 1. 1信号的采样
对连续时间信号进行数字处理，必须首先对信号进行采样，从而将信号离散化。 取样器一般有电子开关S (t)组成，信号采样及数学模型如图3-1所示。开关每隔T秒 短暂的闭合一次，接通连续时间信号，实现一次采样。若每次开关闭合时间为t ( t <<T), 则电子开关S (t)等效为宽度为t,周期为T的单位脉冲串P(t),采样信号就为原信号 与P (t)相乘的结果。
/
Xa (t) S (t) Xa" (t)
图3-1采样过程
8
X、a(f)=工 Xa(,nT)S(t-nT)
8 式(3--1)
3.
对连续信号进行等间隔采样形成采样信号，采样信号的频谱是原连续信号的频谱以 采样频率为周期进行周期性的延拓形成的。
设连续信号是带限信号，最高截止频率为fc,如果采样角频率fs》2fc,那么让采 样信号通过一个增益为T,截止频率为fs/2的理想低通滤波器，町以唯一的恢复出原连 续信号。否则
fs〈2fc,会造成采样信号中的频谱混叠现象，不可无失真的恢复原连续信号。
X“ (7n)= -^X,[j(Q-ZrQs)]
1 kY 式(3—2)
2快速傅里叶变换
. 1快速傅里叶变换的引出
DFT在数字信号处理中有很重要的作用，如频谱分析，线性卷积等，但由于直接