单位阶跃信号的表示matlab

单位阶跃信号的表示-matlab

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单位阶跃信号

单位阶跃信号的定义为：

单位阶跃信号是信号分析的基本信号之一，在信号与系统分析中有着非常重要的作用，通常，我们用它来表示信号的定义域，简化信号的时域表示形式。例如：可以用两个不同延时的单位阶跃信号来表示一个矩形门信号，即：

在MATLAB中，可通过多种方法得到单位阶跃信号，下面分别介绍主要的几种。

方法一：调用Heaviside(t)函数

在MATLAB的Symbolic Math Toolbox 中，有专门用于表示单位阶跃信号的函数，即Heaviside(t)函数，用它即可方便地表示出单位阶跃信号以及延时的单位阶跃信号，并且可以方便地参加有关的各种运算过程。

例①．用MATLAB画出单位阶跃信号的波形，其程序如下：

ut=sym('Heaviside(t)'); %定义单位阶跃信号（要用符号函数定义法）

ezplot(ut,[-2,10]) %绘制单位阶跃信号在范围之间的波形

运行结果如下：

例②．用MATLAB画出信号的波形

其程序如下：

f=sym('Heaviside(t+2)-3*Heaviside(t-5)'); %定义函数表达式

ezplot(f,[-4,20]) %绘制函数在范围之间的波形

运行结果如

下：

方法二：数值计算法

在MATLAB中，有一个专门用于表示单位阶跃信号的函数，即stepfun( )函数，它是用数值计算法表示的单位阶跃函数。其调用格式为：

stepfun(t,t0) 其中，t是以向量形式表示的变量，t0表示信号发生突变的时刻，在t0以前，函数值小于零，t0以后函数值大于零。有趣的是它同时还可以表示单位阶跃序列，这只要将自变量以及取样间隔设定为整数即可达到。下面通过一个例子来说明如何调用stepfun( )函数来表示单位阶跃函数。

例①：用stepfun( )函数表示单位阶跃信号，并绘出其波形

程序如下：

t=-1:0.01:4; %定义时间样本向量

t0=0; %指定信号发生突变的时刻

ut=stepfun(t,t0); %产生单位阶跃信号

plot(t,ut) %绘制波形

axis([-1,4,-0.5,1.5]) %设定坐标轴范围

运行结果如下：

例②：绘出门函数的波形

程序如下：

t=-4:0.01:4; %定义时间样本向量

t1=-2; %指定信号发生突变的时刻

u1=stepfun(t,t1); %产生左移位的阶跃信号 (t+2) t2=2; %指定信号发生突变的时刻

u2=stepfun(t,t2); %产生右移位的阶跃信号 (t-2) g=u1-u2; %表示门函数

plot(t,g) %绘制门函数的波形

axis([-4,4,-0.5,1.5]) %设定坐标轴范围-4

运行结果如下：

方法三: 定义matlab函数u.m为

function y = u(n)

y = (n>=0);

数字信号处理的MATLAB实现

昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告 （2011—2012 学年第二学期） 课程名称：数字信号处理开课实验室：信自楼111 2012 年 5 月 31 日年级、专业、班生医学号姓 名 成绩 实验项目名称数字信号处理的matlab 实现指导教师 教 师 评语教师签名： 年月日 一．实验目的 熟练掌握matlab的基本操作。 了解数字信号处理的MATLAB实现。 二．实验设备 安装有matlab的PC机一台。 三．实验内容 .1.求信号x(n)=cos(6.3Пn/3)+cos(9.7Пn/30)+cos(15.3Пn/30),0≤n≤29的幅度频谱. 2. 用冲击响应不变法设计一个Butterworth低通数字滤波器,要求参数为: Wp=0.2Пαp=1dB Ws=0.3Пαs=15dB 3.用双线性变换法设计一个Chebyshev高通IIR滤波器,要求参数为: Wp=0.6Пαp=1dB Ws=0.4586Пαs=15dB 4.用窗函数法设计一个低通FIR滤波器,要求参数为: Wp=0.2Пαp=0.3dB Ws=0.25Пαs=50dB 5.用频率抽样法设计一个带通FIR滤波器,要求参数为: W1s=0.2П W1p=0.35П W2p=0.65П W2s=0.8П αs=60dB αp=1dB 6.根据 4 点矩形序列，( n ) = [1 1 1 1] 。做 DTFT 变换，再做 4 点 DFT 变换。然后分别补零做 8 点 DFT 及 16 点 DFT。 7.调用filter解差分方程，由系统对u(n)的响应判断稳定性 8编制程序求解下列系统的单位冲激响应和阶跃响应。 y[n]+ 0.75y[n -1]+ 0.125y[n -2] = x[n]- x[n -1] 四．实验源程序 1. n=[0:1:29]; x=cos(6.3*pi*n/30)+cos(9.7*pi*n/30)+cos(15.3*pi*n/30);

基于MATLAB的数字信号发生器报告

基于MATLAB的数字信号发生器设计报告 摘要：数字信号发生器是基于软硬件实现的一种波形发生仪器。在工工程实践中需要检测和分析的各种复杂信号均可分解成各简单信号之和，而这些简单信号皆可由数字信号发生器模拟产生，因此它在工程分析和实验教学有着广泛的应用。MATLAB是一个数据分析和处理功能十分强大的工程实用软件，他的数据采集工具箱为实现数据的输入和输出提供了十分方便的函数和命令，在数字信号处理方面方便实用。本文介绍了使用MATLAB建立一个简单数字信号发生器的基本流程，并详细叙述了简单波形（正弦波、方波、三角波、锯齿波、白噪声）信号的具体实现方法。 关键字：MATLAB ，数字信号发生器 1概述 随着计算机软硬件技术的发展，越来越多现实物品的功能能够由计算机实现。信号发生器原本是模拟电子技术发展的产物，到后来的数字信号发生器也是通过硬件实现的，本文将给出通过计算机软件实现的数字信号发生器。 信号发生器是一种常用的信号源，广泛应用于电子技术实验、自控系统和科学研究等领域。传统的台式仪器如任意函数发生器等加工工艺复杂、价格高、仪器面板单调、数据存储、处理不方便。以Matlab

和LabVlEW 为代表的软件的出现，轻松地用虚拟仪器技术解决了这些问题。 Matlab 是一个数据分析和处理功能十分强大的工程实用软件，他的数据采集工具箱（data acquisition toolbox ）为实现数据的输入和输出提供了十分方便的函数和命令，利用这些函数和命令可以很容易地实现对外部物理世界的信号输出和输入。根据声卡输出信号的原理，采用Matlab 软件编程，可以方便地输出所需要的正弦波、三角波、方波等多种信号，有效地实现信号发生器的基本功能。 2 设计原理 要设计的数字信号有正弦信号、方波信号、三角波、锯齿波、白噪声、脉冲信号。其中，前五种波形都可以利用MATLAB 提供的函数实现，并根据输入的幅值、相位、频率等信息进行调整。脉冲信号由自己编写程序实现，并以定义的时间节点控制脉冲出现的时刻。 2.1 正弦信号的实现 正弦波信号的数学表达式如2.1， ()sin 2y A ft πφ=+ 2.1 其中：A 为幅值； f 为频率； φ为相位。 在MATLAB 中，相应的数字信号可以由下式2.2计算，

实验一 基于Matlab的数字信号处理基本

实验一 基于Matlab 的数字信号处理基本操作 一、 实验目的：学会运用MA TLAB 表示的常用离散时间信号；学会运用MA TLAB 实现离 散时间信号的基本运算。 二、 实验仪器：电脑一台，MATLAB6.5或更高级版本软件一套。 三、 实验内容： （一） 离散时间信号在MATLAB 中的表示 离散时间信号是指在离散时刻才有定义的信号，简称离散信号，或者序列。离散序列通常用)(n x 来表示，自变量必须是整数。 离散时间信号的波形绘制在MATLAB 中一般用stem 函数。stem 函数的基本用法和plot 函数一样，它绘制的波形图的每个样本点上有一个小圆圈，默认是空心的。如果要实心，需使用参数“fill ”、“filled ”，或者参数“.”。由于MATLAB 中矩阵元素的个数有限，所以MA TLAB 只能表示一定时间范围内有限长度的序列；而对于无限序列，也只能在一定时间范围内表示出来。类似于连续时间信号，离散时间信号也有一些典型的离散时间信号。 1. 单位取样序列 单位取样序列)(n δ，也称为单位冲激序列，定义为 ) 0() 0(0 1)(≠=?? ?=n n n δ 要注意，单位冲激序列不是单位冲激函数的简单离散抽样，它在n =0处是取确定的值1。在MATLAB 中，冲激序列可以通过编写以下的impDT .m 文件来实现，即 function y=impDT(n) y=(n==0); %当参数为0时冲激为1,否则为0 调用该函数时n 必须为整数或整数向量。 【实例1-1】 利用MATLAB 的impDT 函数绘出单位冲激序列的波形图。 解：MATLAB 源程序为 >>n=-3:3; >>x=impDT(n); >>stem(n,x,'fill'),xlabel('n'),grid on >>title('单位冲激序列') >>axis([-3 3 -0.1 1.1]) 程序运行结果如图1-1所示。 图1-1 单位冲激序列

数字信号处理MATLAB仿真

实验一 数字信号处理的Matlab 仿真 一、实验目的 1、掌握连续信号及其MA TLAB 实现方法； 2、掌握离散信号及其MA TLAB 实现方法 3、掌握离散信号的基本运算方法，以及MA TLAB 实现 4、了解离散傅里叶变换的MA TLAB 实现 5、了解IIR 数字滤波器设计 6、了解FIR 数字滤波器设计1 二、实验设备 计算机，Matlab 软件 三、实验内容 （一）、 连续信号及其MATLAB 实现 1、 单位冲击信号 ()0,0()1,0 t t t dt εεδδε-?=≠??=?>??? 例1.1：t=1/A=50时，单位脉冲序列的MA TLAB 实现程序如下： clear all; t1=-0.5:0.001:0; A=50; A1=1/A; n1=length(t1); u1=zeros(1,n1); t2=0:0.001:A1; t0=0; u2=A*stepfun(t2,t0); t3=A1:0.001:1; n3=length(t3); u3=zeros(1,n3); t=[t1 t2 t3]; u=[u1 u2 u3]; plot(t,u) axis([-0.5 1 0 A+2]) 2、 任意函数 ()()()f t f t d τδττ+∞ -∞=-? 例1.2：用MA TLAB 画出如下表达式的脉冲序列 ()0.4(2)0.8(1) 1.2() 1.5(1) 1.0(2)0.7(3)f n n n n n n n δδδδδδ=-+-+++++++

clear all; t=-2:1:3; N=length(t); x=zeros(1,N); x(1)=0.4; x(2)=0.8 x(3)=1.2; x(4)=1.5; x(5)=1.0; x(6)=0.7; stem(t,x); axis([-2.2 3.2 0 1.7]) 3、 单位阶跃函数 1,0()0,0t u t t ?≥?=?

MATLAB实现数字信号处理

《数字信号处理》课程设计实例： 声音信号的处理 一．摘要： 这次课程设计的主要目的是综合运用本课程的理论知识进行频谱分析以及滤波器设计，通过理论推导得出相应结论，并利用MATLAB或者ＤＳＰ开发系统作为工具进行实现，从而复习巩固课堂所学的理论知识，提高对所学知识的综合应用能力，并从实践上初步实现对数字信号的处理。通过对声音的采样，将声音采样后的频谱与滤波。 MATLAB全称是Matrix Laboratory，是一种功能强大、效率高、交互性好的数值和可视化计算机高级语言，它将数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示有机地融合为一体，形成了一个极其方便、用户界面友好的操作环境。。经过多年的发展，已经发展成为一种功能全面的软件，几乎可以解决科学计算中所有问题。MATLAB软件还提供了非常广泛和灵活的用于处理数据集的数组运算功能。 在本次课程设计中，主要通过MATLAB来编程对语音信号处理与滤波，设计滤波器来处理数字信号并对其进行分析。 二．课程设计目的： 综合运用本课程的理论知识进行频谱分析以及滤波器设计，通过理论推导得出相应结论，并利用MATLAB作为工具进行实现，从而复习巩固课堂所学的理论知识，提高对所学知识的综合应用能力，并从实践上初步实现对数字信号的处理。 三．设计容： 容：录制一段个人自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；给定滤波器的性能指标，采用窗函数法和双线性

变换法设计滤波器，并画出滤波器的频率响应；然后用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化；回放语音信号；换一个与你性别相异的人录制同样一段语音容，分析两段容相同的语音信号频谱之间有什么特点；再录制一段同样长时间的背景噪声叠加到你的语音信号中，分析叠加前后信号频谱的变化，设计一个合适的滤波器，能够把该噪声滤除。 四．设计原理： 4.1．语音信号的采集 熟悉并掌握MATLAB中有关声音（wave）录制、播放、存储和读取的函数，在MATLAB环境中，有关声音的函数有： a：y=wavrecord(N,fs,Dtype);利用系统音频输入设备录音，以fs为采样频率，默认值为11025，即以11025HZ进行采样。Dtype为采样数据的存储格式，用字符串指定，可以是：‘double’、‘single’、’int16’、‘int8’其中只有int8是采用8位精度进行采样，其它三种都是16位采样结果转换为指定的MATLAB数据； b：wavplay(y,fs)；利用系统音频输出设备播放，以fs为播放频率，播放语音信号y； c：wavwrite((y,fs,wavfile);创建音频文件； d：y=wavread(file);读取音频文件； 关于声音的函数还有sound()；soundsc()；等。 4.2滤波器： 4．21.IIR滤波器原理 冲激响应不变法是使数字滤波器在时域上模拟滤波器，但是它们的缺点是产生频率响应的混叠失真，这是由于从s平面到z平面是多值的映射关系所造成的。 双线性变换法是使数字滤波器的频率响应与模拟滤波器的频率响应相似的一种变换方法。为了克服多值映射这一缺点，我们首先把整个s平面压缩变换到某一中介的s1平面的一条横带里，再通过变换关系将此横带变换到整个z平面上去，这样就使得s平面与z平面是一一对应的关系，消除了多值变换性，也就消除了频谱混叠现象。

基于matlab的数字信号调制与解调

一matlab常用函数 1、特殊变量与常数 ans 计算结果的变量名computer 确定运行的计算机eps 浮点相对精 度Inf 无穷大I 虚数单位inputname 输入参数名NaN 非 数nargin 输入参数个数nargout 输出参数的数目pi 圆周 率nargoutchk 有效的输出参数数目realmax 最大正浮点数realmin 最小正浮点数varargin 实际输入的参量varargout 实际返回的参量操作符与特殊字符+ 加- 减* 矩阵乘法 .* 数组乘（对应元素相乘）^ 矩阵幂 .^ 数组幂（各个元素求幂）\ 左除或反斜杠/ 右除或斜面杠 ./ 数组除（对应元素除）kron Kronecker张量积: 冒号() 圆括[] 方括 . 小数点 .. 父目录 ... 继续, 逗号（分割多条命令）; 分号（禁止结果显示）% 注释! 感叹号' 转置或引用= 赋值== 相等<> 不等 于& 逻辑与| 逻辑或~ 逻辑非xor 逻辑异或 2、基本数学函数 abs 绝对值和复数模长acos,acodh 反余弦，反双曲余弦acot,acoth 反余切，反双曲余切acsc,acsch 反余割，反双曲余割angle 相角asec,asech 反正割，反双曲正割secant 正切asin,asinh 反正弦，反双曲正 弦atan,atanh 反正切，双曲正切tangent 正切atan2 四象限反正 切ceil 向着无穷大舍入complex 建立一个复数conj 复数配 对cos,cosh 余弦，双曲余弦csc,csch 余切，双曲余切cot,coth 余切，双曲余切exp 指数fix 朝0方向取整floor 朝负无穷取整*** 最大公因数imag 复数值的虚部lcm 最小公倍数log 自然对数log2 以2为底的对数log10 常用对数mod 有符号的求余nchoosek 二项式系数和全部组合数real 复数的实部rem 相除后求余round 取整为最近的整数sec,sech 正割，双曲正割sign 符号数sin,sinh 正弦，双曲正弦sqrt 平方根tan,tanh 正切，双曲正切 3、基本矩阵和矩阵操作 blkding 从输入参量建立块对角矩阵eye 单位矩阵linespace 产生线性间隔的向量logspace 产生对数间隔的向量numel 元素个数ones 产生全为1的数组rand 均匀颁随机数和数组randn 正态分布随机数和数组zeros 建立一个全0矩阵colon) 等间隔向量cat 连接数组diag 对角矩阵和矩阵对角线fliplr 从左自右翻转矩阵flipud 从上到下翻转矩阵repmat 复制一个数组reshape 改造矩阵roy90 矩阵翻转90度tril 矩阵的下三角triu 矩阵的上三角dot 向量点集cross 向量叉 集ismember 检测一个集合的元素intersect 向量的交 集setxor 向量异或集setdiff 向是的差集union 向量的并集数值分析和傅立叶变换cumprod 累积cumsum 累 加cumtrapz 累计梯形法计算数值微分factor 质因子inpolygon 删除多边形区域内的点max 最大值mean 数组的均 值mediam 中值min 最小值perms 所有可能的转 换polyarea 多边形区域primes 生成质数列表prod 数组元素的乘积rectint 矩形交集区域sort 按升序排列矩阵元 素sortrows 按升序排列行std 标准偏差sum 求

基于MATLAB的数字信号处理实例分析

湖北文理学院理工学院 学生结业论文 课程名称：MATLAB教程 结业论文名称：基于MATLAB的数字信号处理 实例分析 专业名称：通信工程 班级：1011 学号： 10387123 学生姓名：赵彦彦 教师姓名：李敏 2013年1月6日

基于MATLAB的数字信号处理实例分析 摘要 随着信息科学和计算技术的迅速发展，在人们的日常生活中，对信号的处理显得尤为重要，而计算机不能直接对模拟信号进行处理，使得人们对数字信号处理理论的认知与了解要求更为深入。由于计算机解决复杂的数字信号系统有一定的困难，而MATLAB的出现，解决了这一难题。MATLAB提供了用于数值运算和信号处理的数学计算软件包，同时可以实现系统级的通信系统设计与仿真。随着版本的不断升级，不同应用领域的专用库函数和模块汇集起来作为工具箱添加到软件包中，其功能越来越强大。本文是基于MATLAB的数字信号处理实例分析，主要介绍了用MATLAB对系统函数零点、极点分布图以及模拟周期信号的频谱分析（模拟信号x(t)等间隔T采样后x(nT)的N点DFT）。 关键字：MATLAB 数字信号系统函数频谱

1.系统函数零点、极点分布图 通过学习信号与系统、数字信号处理，掌握了传输函数和系统函数等，本文仅对系统函数X(z)零点和极点分布进行分析。 （1）利用下面的程序段，观察系统函数X(z)零点和极点分布的特点 )16.06.0()(22-+=z z z z X 程序段如下：n=[1 0 0];m=[1 0.6 -0.16]; >> zplane(n,m); 执行结果如图： （2）改变系统函数X(z)，观察与上图的差异 )32()(23++-= z z z z z X 程序段如下： n=[0 1 0 0];m=[1 -1 2 3]; >> zplane(n,m); 执行结果如下图：

基于MATLAB的数字信号处理

数字信号处理课程设计报告题目：语音数字信号处理与分析及 Matlab实现 系别通信工程 专业班级 学生姓名 学号 指导教师 提交日期

摘要 本次课程设计综合利用数字信号处理的理论知识进行语音信号的频谱分析，通过理论推导得出相应结论，再利用MATLAB作为编程工具进行计算机实现，从而加深对所学知识的理解，建立概念。本次课程设计要求利用MATLAB对语音信号进行分析和处理，要求学生采集语音信号后，在MATLAB软件平台进行频谱分析；并对所采集的语音信号加入干扰噪声，对加入噪声的信号进行频谱分析，设计合适的滤波器滤除噪声，恢复原信号。待处理语音信号是一个在20Hz～20kHz 频段的低频信号。采用了高效快捷的开发工具——MATLAB，实现了语音信号的采集，对语音信号加噪声及设计滤波器滤除噪声的一系列工作。利用采样原理设计了高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。同学通过查阅资料自己获得程序进行滤波器的设计，能过得到很好的锻炼。 关键词：MATLAB滤波器数字信号处理

目录 第一章绪论 (1) 1.1设计的目的及意义 (1) 1.2设计要求 (1) 1.3设计内容 (1) 第二章系统方案论证 (3) 2.1设计方案分析 (3) 2.2实验原理 (3) 第三章信号频谱分析 (6) 3.1原始信号及频谱分析 (6) 3.2加入干扰噪声后的信号及频谱分析 (7) 第四章数字滤波器的设计与实现 (11) 4.1高通滤波器的设计 (11) 4.2低通滤波器的设计 (12) 4.3带通滤波器的设计 (15) 4.4带阻滤波器的设计 (16) 第五章课程设计总结 (19) 参考文献 (20) 附录Ⅰ..................................................................................I 附录Ⅱ................................................................................II

matlab及数字信号处理课程设计报告

数字信号处理专业课程设计报告书

实验报告 题目四 : Using the bilinear transformation and a lowpass analog Butterworth prototype, design a highpass digital filter operating at a rate of 20kHz and having passband extending to 5kHz with maximum passband attenuation of 0.5dB,and stopband ending at 4kHz with a minimum stopband attenuation of 10dB. 备注：题目3,4要求：实验报告中要求写出对应的滤波器H(z)，并在H(z)表达式中将共轭极点对组成二阶基本节，以极点在Z平面上分布顺序写出H(z)形式并将各二阶基本节系数以顺序列表。画出幅度频谱图的|H(ω)|及其以(dB)为单位的幅度谱图。 二：实验目的 1）熟练掌握低通滤波器的设计方法。 2）学会利用低通滤波器设计高通滤波器。 3）掌握用双线形变换法设计数字高通滤波器的方法。 4）熟悉MATLAB提供的各种滤波器设计函数。 5）掌握各种关于滤波器的幅度频谱设计函数。 三：实验原理 本题利用双线性变换法和巴特沃斯低通滤波器来设计数字高通滤波器： 双线形变换法是利用s=2*（1-z-1）/T*（1+z-1）将s域转换到z域，从而得到系统函数H（Z）。根据所要设计要求将高通数字滤波器指标转化为低通模拟滤波器技术指标，主要利用双线性变换式Ω=2/ Ttan(W/2)。 滤波器设计中主要用到的函数： Buttord函数用来选择巴特沃斯滤波器最小阶数，调用方式如下： [n,wn]=buttord(Wp,Ws,rp,rs,'s') ：返回符合要求性能指标的数字滤波器最小阶数n和巴特沃斯滤波器截止频率wn； [n,wn]=buttord(Wp,Ws,rp,rs)：（同上）此处Wp,Ws都是归一化频率。 [z,p,k]=buttap(n)：返回设计的巴特沃斯滤波器的零点（z），极点（p）和增益（k），n为滤波器阶数。 [b,a]=zp2tf(z,p,k)：零极点增益滤波器参数转换为传输函数形式，b，a分别为传输函数的分子分母。 [bt,at]=lp2hp(b,a,wn)：模拟低通滤波器参数转化为模拟高通滤波器参数。 [bd,ad]=bilinear(bt,at,Fs); %模拟高通滤波器参数转化为数字高通滤波器参数。Fs为采样频率。 [sos,g]=tf2sos(bd,ad,'order')：将传递函数模型转化为二次分式模型sos。'order'指定sos中行的顺序： Up：首行中所包含的极点离原点最近，离单位圆最远； Down：首行中所包含的极点离原点最远，离单位圆最近； 与画图有关的函数： （1）Zplane(b,a)：绘制系统零极点图； （2）求解数值滤波器频率响应函数： 1）freqz(b,a,n)：无输出参数，直接在当前命令窗口绘制频率响应的幅频响应（dB形式的）和相频响应。 2）[H,W]=freqz(b,a,n)：返回数字滤波器的n点复频率响应。 四：实验步骤简述

数字信号处理-MATLAB程序

例题3.1.1 Fm=10;Fc=100;Fs=500; k=0:199; t=k/Fs; x=sin(2*pi*Fm*t); y=x.*cos(2*pi*Fc*t); Y=fft(y,256); subplot(2,1,1);plot(y); subplot(2,1,2);plot([-128:127],fftshift(abs(Y))); 实验所得的图像如下图所示： 实验内容 1.实现抑制载波的幅度调制。已调信号()()cos()c y t x t t ω=，式中()x t 为调制信号；cos()c t ω为载波信号。此处可取()cos(),80m c x t t ωπωπ== /rad s ，10m ωπ= /rad s 。 （1）分析调制信号()x t 的频谱，绘出其时域波形和频谱。 Matlab 程序如下： Fs=1000; Fc=40; N=1000;

wc=80*pi; n=0:N-2; t=n/Fs; x=cos(10*pi*pi*t); y=x.*cos(wc*t); z1=fft(x,256); subplot(2,1,1);plot(t,x);legend('x(t)的时域波形'); subplot(2,1,2);plot([-128:127],fftshift(abs(z1)));legend('x(t)的频谱'); 实验所得图形如下： （2）分析已调信号() y t的频谱，绘出其时域波形和频谱。Matlab程序如下： Fs=1000; Fc=40; N=1000; n=0:N-2; t=n/Fs; x=cos(10*pi*pi*t);

基于MATLAB的数字信号滤波处理..

数字信号处理课程设计报告（选题：基于MATLAB的数字信号滤波处理） 系（院）：信息学院 专业：10通信工程 班级：通信一班 学号：14102301239 姓名：粟清明 完成日期：2013年5月21日

目录 1 课程设计内容求 (1) 1.1设计内容 (1) 1.2设计要求 (1) 2 课程设计理论基础 (1) 2.1FIR滤波器 (1) 2.2窗函数法设计FIR滤波器的原理 (2) 2.3窗函数类型的选择 (3) 3 课程设计的具体实现及仿真结果分析 (4) 3.1语音信号采集 (4) 3.2语音信号的时频分析 (4) 3.3语音信号加噪与频谱分析 (4) 3.4 设计FIR数字滤波器 (5) 3.4.1 低通滤波器的设计 (5) 3.4.2 带通滤波器的设计 (6) 3.4.3 高通滤波器的设计 (7) 3.5 用滤波器对噪音信号进行滤波 (8) 3.6 比较滤波前后语音信号的波形及频谱 (8) 3.6.1 低通滤波前后语音信号的波形及频谱 (8) 3.6.2 带通滤波前后语音信号的波形及频谱 (9) 3.6.3 高通滤波前后语音信号的波形及频谱 (10) 4 设计总结 (11)

1 课程设计内容及要求 1.1 设计内容 了解wavread()函数的使用方法，利用wavread()函数对语音信号进行采集，将语音信号转换成计算机能够运算的有限长序列，加一定的噪声，并选 择适当的滤波器进行滤波观察滤波后的效果。 1.2 设计要求 ①语音信号采集，采用(.wav)格式 ②运用wavread()函数对采集的语音信号进行时频分析 ③运通rand()或randn()函数给语音信号加一定的噪声信号，并且对加 噪后的语音信号进行时频分析 ④用窗函数法设计FIR低通滤波器，其设计具体指标如下： 低通滤波器：fp=1000Hz fc=1200Hz Ap=1DB As=100DB 高通滤波器：fp=3500Hz fc=4000Hz Ap=1DB As=100DB 带通滤波器：fp1=1200Hz fc1=1000Hz Ap=1DB As=100DB fp2=3000Hz fc2=3200Hz ⑤运用fftfilt()函数对加噪语音信号进行滤波处理 2课程设计理论基础 2.1 FIR滤波器 FIR滤波器：有限长单位冲激响应滤波器，是数字信号处理系统中最基本的元件，它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性，同时其单位抽样响应是有限长的，因而滤波器是稳定的系统。因此，FIR滤波器在通信、图像处理、模式识别等领域都有着广泛的应用。 有限长单位冲激响应（FIR）滤波器有以下特点： (1) 系统的单位冲激响应h(n)在有限个n值处不为零； (2) 系统函数H(z)在|z|>0处收敛，极点全部在z=0处（因果系统）； (3) 结构上主要是非递归结构，没有输出到输入的反馈，但有些结构中（例如频率抽样结构）也包含有反馈的递归部分。

实验八 基于Matlab的数字信号传输系统实验

实验八基于Matlab的数字信号传输系统实验 1. 实验目的 1 掌握数字基带传输通信系统的组成； 2掌握数字基带信号的波形和功率谱特点； 3 掌握眼图的相关知识； 4 利用Matlab仿真画出几种数字基带信号的波形及功率谱函数。 2. 实验原理 2.1 数字通信系统 数字通信系统可进一步细分为数字基带传输通信系统、数字频带传输通信系统、模拟信号数字化传输通信系统。本实验主要研究数字基带传输系统。 2.2 数字基带传输通信系统 原理上说，数字信息可以直接用数字代码序列表示和传输，但在实际传输中，视系统的要求和信道的情况，一般需要进行不同形式的编码，并且选用一组取值有限的离散波形来表示。这些取值离散的波形可以是未经调制的电信号，也可以是调制后的信号。未经调制的数字信号所占据的频谱是从零频率或很低频率开始，称为数字基带信号。在某些具有低通特性的有线信道中，特别是在传输距离不太远的情况下，基带信号可以不经过载波调制而直接进行传输。例如，在计算机局域网中直接传输基带脉冲。这种不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统，称为数字基带传输系统，其系统框图如图8.1所示： 图8.1 数字基带传输系统框图 图8.1是一个典型的数字基带信号传输系统方框图，其中各方框的功能和信号传输的物理过程简述如下： （1）信道信号形成器。它的功能是产生适合于信道传输的基带信号波形。 （2）信道。是允许基带信号通过的媒质，通常称为有线信道。信号通过信道时，会受信道特性的影响产生失真，还会引入噪声。 （3）接收滤波器。用来接收信号，尽可能滤除信道噪声和其他干扰，对信道特性进行均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。 （4）抽样判决器。在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由位定时脉冲控制）对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号。

基于MATLAB的数字信号处理系统设计

青 岛 科 技 大 学 本 科 课 程 设 计 报 告 题 目 __________________________________ 指导教师__________________________ 学生姓名__________________________ 学生学号__________________________ _______________________________学院（部）____________________________专业________________ 班 ______年 ___月 ___日 基于MATLAB 的数字信号处理系统设计 xxx XXX 1008030207 信息科学技术 通信工程 10级2 2014 1 15

目录 1.主要内容………………………………………2．需求分析……………………………………… 3设计思想……………………………………… 4实现方法…………………………………………5．调试及实现过程………………………………… 6.总结………………………………………………… 7.参考文献……………………………………………

1主要内容 1.1语音信息部分 语音是人类获取信息的重要来源和利用信息的重要手段。通过语言相互传递信息是人类最重要的基本功能之一。语言是人类特有的功能，它是创造和记载几千年人类文明史的根本手段，没有语言就没有今天的人类文明。语音是语言的声学表现，是相互传递信息的最重要的手段，是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息的形式。语音信号处理是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门学科，它是一门新兴的学科，同时又是综合性的多学科领域和涉及面很广的交叉学科。 1.2数字信号处理部分 本部分主要包括离散傅里叶变换，离散傅里叶级数，频率分辨率分析和高密度谱分析。 1.2.1离散傅里叶变换 离散傅里叶变换（DFT），是连续傅里叶变换在时域和频域上都离散的形式，将时域信号的采样变换为在离散时间傅里叶变换（DTFT）频域的采样。在形式上，变换两端（时域和频域上）的序列是有限长的，而实际上这两组序列都应当被认为是离散周期信号的主值序列。即使对有限长的离散信号作DFT，也应当将其看作经过周期延拓成为周期信号再作变换。在实际应用中通常采用快速傅里叶变换以高效计算DFT。 1.2.2 离散傅里叶级数 离散傅里叶级数（DFS）与连续傅立叶级数相比有很大的区别。最大的不同在于离散时间傅里叶级数的系数序列是周期的。 1.2.3 数字信号处理的特点：（1）精度高；（2）灵活性高；（3）可靠性强；（4）容易大规模集成；（5）时分复用；（6）可获得高性能的指标；（7）二维与多维处理等。 1.2.4 数字信号处理的应用：（1）滤波与变换；（2）通信；（3）语音和语言；（4）处理图像和图形；（5）消费电子（包括数字音频、数字电视、音乐综合器、电子玩具和游戏等）；（6）仪器（包括频谱分析仪器、函数发生器等）；（7）工业控制和自动化；（8）医疗和军事等。 1.2.5 数字信号处理的发展和方向； （1）数字汇聚：即信号处理、通信和计算机的融合，其中数字信号处理是一种粘合剂，它把通信产业、消费电子产业以及计算机产业紧密结合在一起。 （2）远程会议系统； （3）融合网络；把公众电信网络与计算机网络更好地结合在一起，并与家庭娱乐信息设施相匹配的网络； （4）数字图书馆； （5）图像与文本合一的信息检索业务； （6）多媒体通信；包括媒体的压缩，媒体的综合，媒体的识别，消息的转换和自然查询；（7）个人信息终端；把个人通信系统与个人数字助理非常自然地结合在一起，以实现无时不在无处不在的通信功能。 1.3 数字滤波器设计部分 1.3.1本部分包括 butterworth滤波器和数字低通滤波器 巴特沃斯滤波器的特点是通频带内的频率响应曲线最大限度平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零。在振幅的对数对角频率的波特图上,从某一边界角频率开始,振幅随着角频率的增加而逐步减少,趋向负无穷大。 1.3.2数字滤波器的研究背景和意义 当今，数字信号处理技术正飞速发展，它不但自成一门学科，更是以不同形 式影响和渗透到其他学科；它与国民经济息息相关，与国防建设紧密相连；它影响或改变着

基于Matlab的数字信号处理基本操作

基于Matlab的数字信号处理基本操作 一、实验目的 1、熟悉Matlab软件的的运行环境， 2、了解Matlab基本命令与操作，熟悉数据输入、输出与编辑方法； 3、用Matlab函数产生离散信号； 4、用Matlab进行离散信号的表示与运算； 5、运用基本函数绘制常用函数的图形。 二、实验环境： 1、Matlab 6.5 2、PC机 三、实验方法： Matlab操作界面的默认窗口如图1.1所示，Matlab的通用操作界面包括9个常用的窗口，分别是：命令窗口、历史命令窗口、当前目录浏览器窗口、工作空间浏览器窗口、数组编辑窗口、交互界面分类目录窗口、M文件编辑/调试器窗口、帮助导航/浏览器窗口和程序性能剖析窗口。

图1-1 进入Matlab 6.5命令窗口（Command Window）,命令窗口会默认出现在Matlab 界面的右侧，在命令窗口可键入各种Matlab的命令、函数和表达式，并显示除图形以外的所有运算结果。 命令串口也可单独显示，选择菜单“VIEW”→“Undock Command Window”命令，可使单独的命令窗口返回Matlab界面。 Matlab 6.5版运行时，命令窗口中的每个命令行前会出现提示符“〉〉”。与以前的版本不同，命令窗口内显示的字符和数值采用不同的颜色，在默认的情况下，输入的命令、表达式以及计算结果等采用黑色字体，字符串采用红色，“if”、“for”等关键词采用蓝色。 命令窗口中命令行的编辑，由于Matlab把命令窗口中输入的所有命令都记录在专门的“历史命令”（Command History）空间中，因此Matlab命令窗口不仅可以对输入的命令进行编辑和运行，而且可以对已输入的命令进行回调、编辑和重运行。 命令窗编辑功能：键入和修改程序的方法与通常的文字处理相仿。特殊的功 能键为：

MATLAB数字信号处理应用

1.序列的基本概念 1.1 离散时间信号的产生 1.单位脉冲序列δ（n） 解：MATLAB程序如下： n=-5:30; %取点个数 x=[zeros(1,5),1,zeros(1,30)]; %定义序列 stem(n,x,'fill'); grid on %网格绘制 运行结果： 图3 单位脉冲序列δ（n）绘制图 2.单位阶跃序列u（n） 解：MATLAB程序如下： n=-5:30; %取点个数 x=[zeros(1,5),ones(1,31)]; %定义序列 stem(n,x,'fill'); grid on %网格绘制 运行结果： 图4 单位阶跃序列u（n）绘制图 3.矩形序列R8(n) 解：MATLAB程序如下：

n=-5:30; %取点个数 x=[zeros(1,5),ones(1,8),zeros(1,23)]; %定义序列 stem(n,x,'fill'); grid on %网格绘制 运行结果： 图5 矩形序列R8(n)绘制图 4.正弦型序列x(n)=Asin(∏/5*n+∏/3) 解：MATLAB程序如下： n=-15:20; %取点数 ph=pi/6; %定义初相 omega=pi/5; %定义角频率 A=3; %取幅值为3 x=A*sin(omega*n+ph); %定义序列 stem(n,x,'fill'); grid on 运行结果： 图6 正弦序列绘制图(实验所得的正弦序列的周期T=10) 5.任意序列

例：（1）x(n)= δ(n)+2δ(n-1)+3δ(n-2)+4δ(n-3)+5δ(n-4) 解：MATLAB程序如下： n=-15:20; x=[zeros(1,15),1,2,3,4,5,zeros(1,16)]; stem(n,x,'fill'); grid on 运行结果： 图7 序列（1）绘制图 例（2）h(n)= δ(n)+2δ(n-1)+δ(n-2)+2δ(n-3) 解：n=-15:20; h=[zeros(1,15),1,2,1,2,zeros(1,17)]; stem(n,h,'fill'); grid on 运行结果： 图8 序列（2）绘制图 2.2 序列的运算 1.序列的移位（MATLAB指令为circshift）

数字信号处理MATLAB实验

实验一熟悉MATLAB环境 一、实验目的 (1)熟悉MATLAB的主要操作命令。 (2)学会简单的矩阵输入和数据读写。 (3)掌握简单的绘图命令。 (4)用MATLAB编程并学会创建函数。 (5)观察离散系统的频率响应。 二、实验内容 认真阅读本章附录，在MATLAB环境下重新做一遍附录中的例子，体会各条命令的含义。在熟悉了MATLAB基本命令的基础上，完成以下实验。 上机实验内容： (1)数组的加、减、乘、除和乘方运算。输入A=[1 2 3 4]，B=[3 4 5 6]，求C=A+B，D=A-B，E=A.*B，F=A./B，G=A.^B并用stem语句画出 A、B、C、D、E、F、G。 (2)用MATLAB实现以下序列。 a）x(n)=0.8n0≤n≤15 b）x(n)=e(0.2+3j)n0≤n≤15 c）x(n)=3cos(0.125πn+0.2π)+2sin(0.25πn+0.1π) 0≤n≤15 d）将c)中的x(n)扩展为以16为周期的函数x16(n)=x(n+16),绘出四个周期。e）将c)中的x(n)扩展为以10为周期的函数x10(n)=x(n+10),绘出四个周期。 (3)x(n)=[1,-1,3,5]，产生并绘出下列序列的样本。

a ）x 1(n)=2x(n+2)-x(n-1)-2x(n) b ）∑=-=5 1k 2)k n (nx (n) x (4)绘出下列时间函数的图形，对x 轴、y 轴以及图形上方均须加上适当的标注。 a) x(t)=sin(2πt) 0≤t ≤10s b) x(t)=cos(100πt)sin(πt) 0≤t ≤4s (5)编写函数stepshift(n0,n1,n2)实现u(n-n0),n1

matlab数字信号处理仿真

第一实验室：基础实验篇 第Ⅰ部分 基本训练题目 第Ⅱ部分 简介各题目的原理、程序、效果 第Ⅲ部分 基研训练程序软件压缩文件 第Ⅰ部分 基本训练题目 1-1-1 序列的图示方法 DSP1101 1-1-2 连续信号及采样信号的图示方法 DSP 1102 1-1-3单位冲激序列函数impseq 单位冲激序列图示 DSP 1103 1-1-4 单位阶跃序列函数stepseq 单位阶跃序列图示 DSP1104 1-1-5 矩形序列)(n R N 及图示 DSP1105 1-1-6 实指数序列)(n a n ε及图示 DSP1106 1-1-7 正弦序列)sin(n *ω及图示 DSP1107 1-1-8 复指数序列n jm e *+)(σ及图示 DSP1108 1-1-9 周期序列)()(N n x n x +=及图示 DSP 1109 1-1-10 常用5种连续信号及图示 DSP1110 1-1-11 离散序列的运算 DSP1111 1-1-12 输入序列)(n x 与系统冲激响应)(n h 的卷积),(h x conv DSP1112 1-1-13 非零起点时两信号的卷积),(h x convm DSP1113 1-2-1 指数序列)(8.0)(n n x n ε=的离散时间傅立叶变换 DSP 1201 1-2-2 矩形序列)(n R N 的离散时间傅立叶变换 DSP1202 1-2-3 离散时间傅立叶变换的性质 DSP1203 1-2-4 正弦序列输入，输出为正弦序列，幅度相位因)(ωj e H 变化 DSP1204 1-2-5 模拟信号t a e t x 1000)(-=付氏变换与采样信号的离散时间傅立叶变换 DSP 1205 1-3-1 N 点离散傅立叶变换 dft(xn,N) 1-3-2 N 点离散傅立叶反变换 idft(xn,N) 1-3-3 DFT 与)(n x 的Z 变换关系 DSP1303 1-3-4 DFT 与)(n x 的离散时间傅立叶变换的关系 DSP 1304