matlab频谱分析仪

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1、频谱分析仪摘要频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器，用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量，是一种多用途的电子测量仪器。随着软硬件技术的发展，仪器的智能化与虚拟化己成为未来实验室及研究机构的发展方向。虚拟仪器技术的优势在于可由用户定义自己的专用仪器系统，且功能灵活，很容易构建，所以应用面极为广泛。本文介绍了一种使用GUI工具箱用matlab实现的简易虚拟频谱分析仪的设计方法。目录1«32财職43娥施53.1搭建GUI界面53.2信号输入63.2.1选择信号输入63.2.2声卡输入73.2.3读取wav文件73.2.4信号发生器输入73.3

2、吋域分析83.4频域分析91010101115错误!未定义书签。3.5仿真3.5.1声卡输入3.5.2读取wav文件3.5.3信号发生器....4存在的问题5致谢参考文献1概述MATLAB是矩陈实验室(MatrixLaboratory)的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件。可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。图形用户界面(GraphicalUserInterface,简称GUI，乂称图形用户接口)是指采用图形方式

3、显示的计算机操作用户界面。与早期计算机使用的命令行界面相比，阁形界面对于用户来说在视觉上更易于接受。MATLAB自带了强大的GUI工具［1］。在本文屮，将利用MATLAB的GUI工具，设计出数字频谱分析仪。频谱分析仪是研宄电信号频谱结构的仪器，用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量，可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数，是一种多用途的电子测量仪器。它又可称为频域示波器、跟踪示波器、分析示波器、谐波分析器、频率特性分析仪或傅里叶分析仪等。现代频谱分析仪能以模拟方式或数字方式显示分析结果，能分析1赫兹以下的其低频到亚毫米波段的全部无线

4、电频段的电信号［2］。目前已经有许多较成熟的频谱分析软件，SpectraLAB>RSAVu、dBFA等［3］。本文将给出的则是通过MATLAB软件实现的基于FFT的数字频谱分析仪。FFT(FastFourierTransformation),即为快速傅氏变换，是离散傅氏变换的快速算法，它是根据离散傅氏变换的奇、偶、虚、实等特性，对离散傅立叶变换的算法进行改进获得的。它对傅氏变换的理论并没有新的发现，但是对于在计算机系统或者说数字系统中应用离散傅立叶变换，可以说是进了一大步［4］。通过此次设计，能进一步掌握MATLAB软件开发过程的基本理论、基本知识和基本技能，熟悉基于

5、MATLAB平台的若干信号处理系统开发及调试方法，且成本低，易于实现，容易修改，并可以进行仿真。该设计的进行可以为我们以后的学习工作奠定一定的基础。2技术路线本次设计的频谱分析仪模块划分如阁1所示:正弦波Wav文件信号发生器时域分析频域分析波！显不频谱一图显示三角波锯齿波基本参数统计量基本参数图1频谱分析仪模块划分3实现方法3.1搭建GUI界面此次设计搭建的GUI见面如图2所示:图2GUI界面最上方为标题区，用于显示软件标题等信息。再往下是信号输入区，首先应输入采样频率和采样点。信号有3种输入方式，包括声卡输入，读取WAV文件和信号发生器输入。在信号发生器屮加入了信号

6、叠加选项，从而可以将产生的信号与原有的信号进行混迭。只有当某个单选框被选中吋才允许使用对应的输入框、按钮等。输入区右边为分析区，除了对wav文件进行播放外，还可以对信号进行时域分析和频域分析，该软件的核心代码都在这两个按钮的回调函数中。再下方为分析结果区，用于显示波形基本参数与统计量的计算结果，Axesl为波形显示区，在录音结束、打开WAV文件成功或者信号发生器生成波形时会更新显示。AxeS2为频谱图显示区，用于显示各种频谱的谱线，在点击频域分析后会更新显示。点击频谱类型可以显示不同的频谱图。本次设计提供了幅频特性分析和相频特性分析。3.2信号输入3.2.1选择信号输

7、入开始使用频谱分析仪时，除了需要设定采样频率和采样点数外，还需要选择信号输入方式，本次设计提供三种输入，分别是：声卡录音，读取wav文件和信号发生器。其代码如下(仅以选择声卡输入为例)：functionrecord_Callback(hObject,eventdata,handles)set(handles.record,1value’，1);set(handles.wavfile,’value’，0);set(handles.wave,1value丨，0);h=findobj(1Tag1,1recordtime1;set(h,1enable1,丨o