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MATLAB在“数字信号处理”实验教学中的应用
朱玉琴韩芳
摘要：本文将MATLAB软件应用于“数字信号处理”实验教学中,给出了建模与仿真的实例。用教学实践表明,采用软硬件结合的
实验方法，不仅弥补了高校部分硬件实验设备不足的问题，而且调动了学生的学习积极性,简化了实验过程，提高教学效果和质量。
关键词：MATLAB数字信号处理建模与仿真
中图分类号：G642文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2011.03.046
1引言
“数字信号处理”实验是通信、电子、信息工程、自动化及相关
专业重要的实践课程,用MATLAB设计数字信号中的滤波器、进
行信号的采样和频谱分析等，不仅弥补了硬件实验条件的不足，
而且巩固和加深了学生对所学的电路、信号与系统、数字信号处
理等基本理论知识的理解和深化，提高了学生对“数字信号处理”
的学习兴趣,对于今后专业课程的学习以及个人实际动手能力的图2相频特性曲线
提高，都是十分重要的。由此可见，采用MATLAB内部丰富的算法进行频谱分析，可
2MATLAB软件以通过取不同的采样取值范围，获取不同的频谱段，进行比较分
MATLAB是矩阵实验室的简称，将数值分析、矩阵计算、科学析，寻找出最佳的频谱段，为科学研究服务；同时还可增加学生兴
数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能趣，加深所学的知识。
集成在一个易于使用的视窗环境中，为教学研究、工程设计以及3.2IIR数字滤波器设计
必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决MATLAB内部有很多数字滤波器的设计方法，如基于窗函数
方法。在“数字信号处理”实验中应用的主要步骤如下：设计11阶FIR带通数字滤波器，截止频率为0.4和0.9，绘出滤波
①根据研究系统（对象）的具体情况编写程序，建立相应的数器单位取样响应和频率特性。采用MATLAB设计的程序如下：
据模型;w=[0.4,0.9];
②进行模拟仿真；h1=fir1(11,w,high);
③观察系统(对象)的仿真结果，进行数据分析与处理，寻找stem(h1);
其内在的规律性，为今后的教学研究打基础。figure;
3MATLAB在实验教学中应用实例freqz(h1,1)
3.1频谱分析通过仿真运行，得到的单位取样响应参见图3，幅频特性曲
MATLAB内部有很多算法，如基于FFT算法设计频谱仪，绘线参见图4，相频特性曲线参见图5。
制出幅频响应特性曲线。采用MATLAB设计的程序如下：
x=[1,2,4,1,0,3,5
X=fft(x,128);
p=sqrt(X.*conj(X));%或ph1=abs(X);
ph=angle(X);
subplot(2,1,1);plot(p);
subplot(2,1,2);plot(ph);
通过仿真运行，得到幅频响应参见图1，相频响