基于MATLAB的频谱分析与信号质量评估系统

资 源 简 介

该系统利用MATLAB实现信号频谱可视化及质量评估。可对时域信号进行FFT分析，自动绘制频谱图，并计算信噪比、均方误差等指标，用于量化信号质量和噪声水平。

详 情 说 明

基于MATLAB的频谱分析与信号质量评估系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB开发的信号处理与分析工具，专注于信号的频谱可视化与质量评估。系统能够对输入的时域信号进行频谱分析，并定量评估信号质量，尤其适用于含噪信号与纯净信号的对比分析场景。通过自动化计算关键指标，为信号处理、通信系统评估和噪声分析提供可靠的数据支持。

功能特性

• 频谱可视化：利用快速傅里叶变换（FFT）将时域信号转换为频域表示，生成清晰的频率-振幅频谱图，直观展示信号的频率成分分布。
• 信号质量定量评估：自动计算并输出信号的关键质量指标。

* 信噪比（SNR）：以分贝（dB）为单位，衡量信号中有用信号功率与噪声功率的比值，评估信号受噪声干扰的程度。 * 均方误差（MSE）：计算含噪信号与原始纯净信号之间的误差平方的均值，定量描述信号的失真程度。

• 对比分析：支持同时输入原始纯净信号和含噪信号，进行并行分析与指标对比。
• 分析报告生成：自动生成简要的分析报告，汇总频谱的主要特征（如主频率成分）并给出基于SNR和MSE的质量评估结论。

使用方法

1. 准备信号数据：在MATLAB工作区准备您的时域信号数据。数据可以是向量或矩阵形式。

* 单信号分析：准备一个信号向量。 * 对比分析：准备两个信号向量，分别代表原始纯净信号和待分析的含噪信号。

1. 运行主程序：在MATLAB命令窗口中运行主函数。根据您的数据情况，按提示操作：

* 如果提供单个信号，系统将分析该信号的频谱。 * 如果提供两个信号，系统将进行对比分析，计算SNR和MSE。

1. 查看结果：程序运行后，将自动显示：

* 频谱图：在图形窗口中展示信号的频谱。 * 数值结果：在命令窗口中打印信噪比（SNR）和均方误差（MSE）的数值。 * 分析报告：在命令窗口中输出包含频谱特征和质量评估结论的文本报告。

系统要求

• 操作系统：Windows / macOS / Linux
• 软件环境：MATLAB R2016a 或更高版本
• 必要工具箱：信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）

文件说明

主程序文件整合了系统的所有核心功能。它负责引导用户完成数据输入流程，协调调用频谱计算、质量指标评估、图形绘制与报告生成等模块。具体而言，其主要能力包括：控制整个分析流程的逻辑顺序，读取并预处理用户输入的信号数据，执行快速傅里叶变换以进行频谱分析，计算信噪比和均方误差两项关键质量指标，生成频谱可视化图，以及最终整合各项结果形成分析结论并输出。