基于MATLAB的矩形波生成与频谱分析仿真工具箱

资 源 简 介

本项目提供一个MATLAB工具箱，用于生成自定义矩形波信号并分析其频谱特性。支持周期和占空比配置、FFT频谱计算、幅度谱与相位谱可视化，以及理论值与仿真结果的对比验证。

详 情 说 明

信号分析中矩形波函数与频谱特性的仿真实现

项目介绍

本项目是一个基于数字信号处理技术的矩形波信号仿真与分析系统。通过构建可配置的矩形波生成模块和频谱分析算法，实现了矩形波信号的时域生成、频域特性分析、理论值对比以及误差评估等功能。系统能够直观展示矩形波的频谱特性，为信号处理教学和研究提供实用的仿真工具。

功能特性

1. 自定义矩形波生成：支持周期和占空比参数配置，生成指定参数的矩形波信号
2. 频谱分析计算：采用快速傅里叶变换（FFT）算法进行频谱计算
3. 多维度谱分析：精确提取并可视化幅度谱和相位谱
4. 理论对比验证：计算矩形波频谱的理论值，并与仿真结果进行对比分析
5. 误差分析报告：提供详细的误差统计和图形化对比界面

使用方法

1. 参数设置：在运行主程序前，设置信号参数（周期T、占空比d）、采样参数（采样频率fs、采样点数N）以及分析参数
2. 运行分析：执行主程序，系统将自动完成信号生成、频谱分析和对比验证
3. 结果查看：查看生成的时域波形图、频谱分析图、理论对比图和误差分析报告
4. 参数调整：可根据需要调整精度控制参数，获得不同精度的分析结果

系统要求

• MATLAB R2018b 或更高版本
• 信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）
• 至少 4GB 内存
• 支持图形界面显示

文件说明

主程序文件整合了完整的信号处理流程，包括矩形波信号的参数化生成、频谱特性的快速傅里叶变换计算、幅度与相位信息的精确提取、理论频谱值的解析求解、仿真结果与理论值的可视化对比展示，以及误差指标的统计分析报告生成。该文件作为系统的核心调度模块，实现了从信号生成到分析结果输出的全链路功能。