重庆大学机械工程学院研究生工程信号处理实验报告

重庆大学学生实验报告实验课程名称工程信号处理开课实验室综合实验大楼329学院机械年级2014专业班机电1班学生姓名汶睿学号t开课时间2014 至2015 学年第一学期机械工程学院制《工程信号处理》实验报告2）选择仪器上示波功能进行信号采集并同步显示3）选择仪器的数据采集功能进行手动触发、外触发等信号采集五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)1）数据采集示意图图1 较低采样频率采获的正弦波形图2 较高采样频率采获的正弦波形图3 外触发方式采集脉冲信号示意图六、实验结果及分析1．对瞬变信号采用什么采样触发方式采集比较合适？对瞬变信号采用预触发方式最合适，因为预触发方式在信号到来之前就进行采样，可以采集到信号的完整信息，而其他几种方式都不具备这个能力。

2．做数据记录时，记录所花的时间与哪些参数有关？记录所花的时间与采样频率和采集点数有关；根据f s=1/Δt,T=N*Δt，可得T=N/f s。

即采集时间与采集点数成正比，与采样频率成反比。

实验二时域,幅值域及时差域幅分析一、实验目的1 掌握信号的时域波形分析，数据统计特征值的计算方法2 掌握信号的概率密度函数及其应用3 理解信号的相关函数的性质及其应用二、实验原理1）信号统计量计算方法1、均值[]⎰∞→==TT x dt t x T t x E 0)(1lim )(μ2、均方值[]⎰∞→==T T x dt t x T t x E 0222)(1lim)(ψ3、方差[][][]⎰-=-=∞→T xT x dt t x T t x E t x E 0222)(1lim ))()((μσ 2）概率密度函数信号的概率密度函数是表示信号幅值落在指定区间的概率。

定义为[]xx x t x x P x p x ∆∆+≤<=→∆)(lim)(0。

3）相关函数分析实能量信号相关函数定义如下： 自相关函数 ⎰⎰∞∞-∞∞-+=-=dt t x t x dt t x t x R x )()()()()(τττ互相关函数 ⎰⎰∞∞-∞∞-+=-=dt t y t x dt t y t x R xy )()()()()(τττ三、实验步骤1）分析典型周期信号的相关性和概率密度函数 2）分析随机信号的相关性和概率密度函数 3）分析两个信号的互相关性质四、实验过程记录1）典型周期信号分析图1 周期正弦信号及其频谱幅值 图2 周期矩形信号及其频谱幅值图3 周期正弦信号概率密度函数 图4 周期矩形信号概率密度函数图5 正弦信号自相关函数图6 矩形信号自相关函数2）随机信号分析图7 随机信号幅值谱图8 随机信号概率密度函数图9 随机函数自相关函数3）两个信号的互相关分析图10 两个同频率正弦信号互相关函数图11 两个不同频率正弦信号互相关函数图12 两个随机信号互相关函数五、实验结果及分析1、均值、均方值、方差三者之间有何关系？均值、均方值、方差三者之间具有如下关系：222x x x μσψ+=，2x σ描述了信号的波动量，对应电信号流成分的功率；2x μ描述了信号的静态量，对应电信号中直流成分的功率。

信号处理实验报告实验目的：通过实验了解信号处理的基本原理和方法，并掌握使用MATLAB进行信号处理的基本操作。

实验原理：信号处理是指对模拟信号或数字信号进行分析、处理、提取有用信息的过程。

信号处理包括信号的采集、滤波、降噪、特征提取等核心内容。

MATLAB 是一种功能强大的数学软件，也是信号处理的常用工具。

通过使用MATLAB，可以对信号进行快速、准确的处理和分析。

实验过程：1. 使用MATLAB生成一个正弦信号，频率为100Hz，幅值为1，时长为1s。

matlabt = 0:0.001:1;f = 100;x = sin(2*pi*f*t);2. 绘制该信号的时域图像。

matlabfigure;plot(t, x);xlabel('时间（s）');ylabel('幅值');title('正弦信号的时域图像');3. 使用MATLAB进行频谱分析。

matlabN = length(x);f = (0:N-1)*(1/N);X = fft(x);P = abs(X).^2/N;figure;plot(f,P);xlabel('频率（Hz）');ylabel('功率谱密度');title('信号的频谱图像');4. 对信号进行滤波，去除高频成分。

matlabfs = 1000;Wp = 200/(fs/2);Ws = 300/(fs/2);Rp = 3;Rs = 60;[n,Ws] = cheb2ord(Wp,Ws,Rp,Rs); [b,a] = cheby2(n,Rs,Ws);y = filter(b,a,x);figure;plot(t,y);xlabel('时间（s）');ylabel('幅值');title('去除高频成分后的信号');5. 对滤波后的信号进行降噪处理。

实验 简支梁固有频率测试及测试信号的matlab 谱分析一、 实验目的： 1、 掌握固有频率测试的工程意义及测试方法。

2、 掌握用共振法测量振动系统的固有频率的方法及步骤。

3、 加深了解常用简单振动测试仪器的使用方法。

4、 掌握对基本振动信号的采集和使用matlab 对信号的谱分析方法。

二、实验设备和工具1.机械振动综合实验装置（安装简支梁） 1套2.激振器及功率放大器 1套3.加速度传感器 1支4.电涡流位移传感器 1支5.数据采集仪 1台6.信号分析软件 1套（东方噪声所DASP ）7.力锤 1个三、实验内容1．用共振法测量简支梁固有频率共振法测量振动系统的固有频率是比较常用的方法之一。

共振是指当激振频率达到某一特定值时，振动量的振动幅值达到极大值的现象。

由弹性体振动理论可知，计算简支梁固有频率理论解为：APEJ L f 20115.49 式中，L 为简支梁长度（cm ）；E 为材料弹性系数（kg/cm 2）;A 为梁横截面积（cm 2）；P 为材料比重（kg/cm 3）；J 为梁截面弯曲惯性矩（cm 4）。

经计算实验中所用简支梁的一阶固有频率约为20Hz 。

用共振法测量简支梁固有频率的仪器连接如图1所示电荷放大器数据采集仪信号发生器功率放大器激振器电涡流加速度计简支梁前置器图1 简支梁固有频率测试框图2．用matlab 对测试信号进行谱分析测试过程中激振器分别采用10Hz 、50Hz 对简支梁进行激振，并用力锤单点触发敲击简支梁，使其信号的频率成分更加丰富。

分别存储不同实验条件下的采集数据，保存为c:\10Hz 无触发.txt 、c:\10Hz 触发.txt 、c:\50Hz 无触发.txt 、c:\50Hz 触发.txt 、4个文档，以便于matlab 后续进行谱分析。

实验数据见附表。

以下分4种情况对实验数据进行分析： （1）10Hz 激振，无力锤敲击此时由东方噪声所DASP 分析软件处理的时域、频域波形如下，由软件读取ch1,ch2的主要频率成分分别为10.0077Hz,10.0064 Hz 。

实习报告范本(信号处理)实习报告实习名称：信号处理综合设计指导教师：赵伟李明王铁滨管雪梅专业班级：电子信息工程 09 级 x 班学生：XXX 东北林业大学机电工程学院本页内容除了学生姓名、班级要修改外，其他不用改动，（字体不要修改）打印！实习项目音视频信号的产生、处理与处理器的控制实习时间 2011 年 12 月 12 日至 16 日实习地点信息楼 314 实验室一、实习目的：二、实习环境：EDA2000 实验箱带串口并口的个人电脑Keil 集成开发环境 Quartus II 集成开发环境 EDA2000 软件 PS2 键盘鼠标和 VGA 显示器，测试用参照实习大纲，用自己语言表述亦可以，手写此处可以用打印（不用手写），如果用到了其他软件，如字模软件等，也可以手写添加上去题头这些内容，直接用打印的，不用手写，时间为2011 年 12 月 12 日至 16日，不要修改！三、实习内容：实习内容分为四项。

具体参见实习指导书。

其中，每一项的实习内容、实习过程以及做出的结果（达到1/ 2了什么效果）写 1 满篇，也可以写一些自己扩展做的内容，但不能偏离主题。

第一篇写单片机外设驱动的相关实现，含驱动方法和原理，如果篇幅不够，可挑重点内容写！第二篇写PS2 键盘的协议以及接收程序，将 PS2 键盘数据送给单片机在 LCD 上显示的过程，含代码分析或者流程框图第三篇写 PS2鼠标在VGA上绘图的实现代码分析，分析 VGA 工作协议和 PS2 鼠标部分的代码，给出流程框图第四篇写音频的产生机理，以及单片机如何给 FPGA 传送音乐数据，音乐的音长和节奏控制原理等，可以给出具体音乐的代码分析或者流程图四、实习总结：以上几项，除了实验环境可以使用打印的以外（当然也可以手写），其余都必须是手写，要求双面打印，封面页要求单独打印！这里给出本次实习对你个人的影响，包括正面和负面的影响，和实习中最大的收获。

要由感而发，不能为了凑字数而乱说一气，南辕北辙之类指导教师评语签名：年月日实习单位意见签名：年月日学院意见签名：年月日。

一、实验目的本次实验旨在通过MATLAB软件平台，对数字信号处理的基本概念、原理和方法进行学习和实践。

通过实验，加深对以下内容的理解：1. 离散时间信号的基本概念和性质；2. 离散时间系统及其特性；3. 离散傅里叶变换（DFT）及其性质；4. 离散傅里叶逆变换（IDFT）及其应用；5. 窗函数及其在信号处理中的应用。

二、实验内容1. 离散时间信号的产生与性质（1）实验步骤：1.1 利用MATLAB生成以下离散时间信号：- 单位脉冲序列：δ[n]；- 单位阶跃序列：u[n]；- 矩形序列：R[n]；- 实指数序列：a^n；- 复指数序列：e^(jωn)。

1.2 分析并比较这些信号的性质，如自相关函数、功率谱密度等。

（2）实验结果：实验结果显示，不同类型的离散时间信号具有不同的性质。

例如，单位脉冲序列的自相关函数为δ[n]，功率谱密度为无穷大；单位阶跃序列的自相关函数为R[n]，功率谱密度为有限值；矩形序列的自相关函数为R[n]，功率谱密度为无穷大；实指数序列和复指数序列的自相关函数和功率谱密度均为有限值。

2. 离散时间系统及其特性（1）实验步骤：2.1 利用MATLAB构建以下离散时间系统：- 线性时不变系统：y[n] = x[n] a^n；- 非线性时不变系统：y[n] = x[n]^2；- 线性时变系统：y[n] = x[n] (1 + n)。

2.2 分析并比较这些系统的特性，如稳定性、因果性、线性时不变性等。

（2）实验结果：实验结果显示，不同类型的离散时间系统具有不同的特性。

例如，线性时不变系统的输出与输入之间存在线性关系，且满足时不变性；非线性时不变系统的输出与输入之间存在非线性关系，但满足时不变性；线性时变系统的输出与输入之间存在线性关系，但满足时变性。

3. 离散傅里叶变换（DFT）及其性质（1）实验步骤：3.1 利用MATLAB对以下离散时间信号进行DFT变换：- 单位脉冲序列：δ[n]；- 单位阶跃序列：u[n]；- 矩形序列：R[n]。

信号处理实验与设计音频信号源设计单片机软件程序设计目录1音频信号源 (1)1.1项目综述 (1)1.2电路仿真模块 (1)1.2.1文氏电桥振荡电路 (1)1.2.2滤波器的设计 (2)1.2.3电压抬升电路 (3)1.3电路仿真结果 (3)2单片机软件程序设计 (6)2.1项目综述 (6)2.2各软件模块 (6)2.2.1程序流程图 (6)2.2.2FFT的算法实现 (7)2.3调试结果 (8)2.3.1调试软件及平台 (8)2.3.2调试波形 (8)3参考文献 (9)4附录 (10)1音频信号源1.1项目综述信号发生器也称信号源，是用来产生振荡信号的一种仪器，为使用者提供需要的稳定、可信的参考信号，并且信号的特征参数完全可控。

所谓可控信号特征，主要是指输出信号的频率、幅度、波形、占空比、调制形式等参数都可以人为地控制设定。

音频信号发生器是测量声音信号及处理设备性能指标必不可少的仪器。

目前常用的音频信号发生器普遍由单片机及外围电路组成，频率稳定。

在本次实验中，我们在硬件电路设计中选用了文氏电桥振荡电路、放大电路、抬升电路、1阶低通滤波器。

图1-1 系统基本方案框图1.2电路仿真模块1.2.1文氏电桥振荡电路文氏电桥，又称文氏电桥振荡电路，是利用RC串并联实现的振荡电路。

文氏桥振荡电路由两部分组成：即选频网络和放大电路，如图1-2所示。

由集成运放组成的电压串联负反馈放大电路，取其输入电阻高、输出电阻低的特点。

图1-2 文氏电桥振荡电路文氏桥式振荡器用于产生频率范围为10Hz～1MHz的振荡信号。

它由一个文氏桥正弦振荡电路构成，如图1-2所示。

U1A和R2、Q1、R3等构成比例放大器，改变R2阻值可以改变输出信号幅度，改善失真情况，C1、C2、R6、R7等构成RC选频网络，其工作频率f0=12πRC ，|F|=13。

D1和C6构成峰值整流电路。

设U1A的“1”脚输出震荡信号电压为u0，忽略二极管导通压降，则C6两端获得的直流电压U c6=−|u0|,该电压加到N沟道结型场效应管Q1的栅极，改变栅源电压U GS，以控制其沟道电阻R DS，进而改变了运放的放大倍数，以达到稳定输出幅度的目的。

信号处理实验报告总结引言信号处理是一门研究如何对信号进行处理和分析的学科，它在许多领域中都有着广泛的应用，如通信、图像处理、音频处理等。

本实验旨在通过实际操作与理论结合的方式，帮助学生深入理解信号处理的原理和方法。

理论背景信号处理的理论基础包括信号与系统、傅里叶分析、滤波器设计等方面的知识。

在本次实验中，我们主要了解了离散傅里叶变换（DFT）和数字滤波器的原理和应用，以及常见的信号处理算法。

实验过程与结果本次实验分为两个部分：DFT算法实现和数字滤波器设计。

DFT算法实现我们首先实现了离散傅里叶变换的算法，并通过MATLAB软件进行了验证。

实验中，我们使用了一个正弦信号，并通过DFT算法将其转换为频域表示。

实验结果显示，离散傅里叶变换能够准确地将时域信号转换为频域信号，且图像频谱与理论结果一致。

数字滤波器设计在第二个实验中，我们学习了数字滤波器的设计方法和常见的滤波器类型。

我们采用了巴特沃斯滤波器设计方法，并使用MATLAB软件进行了参数设计。

实验结果表明，数字滤波器能够有效地滤除输入信号中不需要的频率成分，并保留我们感兴趣的信号。

实验总结通过本次实验，我们对信号处理的理论知识有了更深入的了解，并通过实际操作加深了对信号处理方法的理解和应用能力。

通过实验，我们对离散傅里叶变换和数字滤波器的原理和应用有了更深入的了解。

然而，在实验过程中也遇到了一些困难。

例如，在DFT算法实现中，我们需要对算法进行优化以提高运行效率。

在数字滤波器设计中，我们还需要更深入地学习滤波器设计的原理和方法，以便更好地应用在实际工程中。

总的来说，本次实验使我们更加深入地了解了信号处理的原理和方法，并对信号处理的应用有了更为清晰的认识。

在今后的学习和工作中，我们将进一步巩固这方面的知识，并不断探索更多的信号处理方法和算法。

参考文献[1] Oppenheim, A. V., & Schaffer, J. R. (1998). Discrete-time signal processing. Prentice Hall.[2] Proakis, J. G., & Manolakis, D. G. (1996). Digital signal processing: principles, algorithms, and applications. Prentice Hall.附录本次实验的MATLAB代码如下：matlab% DFT算法实现N = length(x);for k = 0:N-1X(k+1) = 0;for n = 0:N-1X(k+1) = X(k+1) + x(n+1)*exp(-1i*2*pi*k*n/N);endend% 数字滤波器设计fs = 100; % 采样频率fpass = 10; % 通带频率fstop = 20; % 阻带频率Rp = 1; % 通带最大衰减Rs = 60; % 阻带最小衰减wp = 2*pi*fpass/fs;ws = 2*pi*fstop/fs;[N, wn] = buttord(wp, ws, Rp, Rs);[b, a] = butter(N, wn);y = filter(b, a, x);以上是本次信号处理实验的总结，通过实验我们深入理解了信号处理的原理和方法，也发现了一些问题，期望在今后的学习和工作中能够进一步探索和应用信号处理技术。

工程信号处理实验报告一、引言工程信号处理是一门应用广泛的学科，它涉及到从各种传感器和设备中获取信号，并对这些信号进行处理和分析的技术。

在实际工程应用中，信号处理的重要性不言而喻。

本实验旨在通过实际操作，探索和了解工程信号处理的基本原理和方法。

二、实验设备与方法本次实验使用了信号发生器、示波器和计算机等设备。

首先，我们使用信号发生器产生了一个正弦信号，并将其输入示波器进行观测。

然后，我们将示波器输出的信号通过数据线连接到计算机上，使用MATLAB软件进行信号处理和分析。

三、信号的采集与观测在实验开始时，我们调整了信号发生器的频率和幅度，产生了一个频率为1kHz、幅度为2V的正弦信号。

将示波器的输入通道与信号发生器相连后，我们可以清晰地观察到信号的波形和频谱特征。

四、信号的处理与分析接下来，我们将示波器输出的信号通过数据线连接到计算机上，打开MATLAB软件进行进一步的信号处理和分析。

首先，我们使用MATLAB中的fft函数对信号进行傅里叶变换，得到信号的频谱图。

通过观察频谱图，我们可以清晰地看到信号的频率成分和能量分布情况。

然后，我们对信号进行滤波处理。

通过设计滤波器，我们可以选择性地去除信号中的某些频率成分，或者增强信号中的某些频率成分。

在本实验中，我们选择了一个低通滤波器，将信号中高于500Hz的频率成分滤除。

通过对滤波后的信号进行观察和比较，我们可以发现信号的高频成分被有效地去除了。

此外，我们还对信号进行了时域分析。

通过对信号进行采样和重构，我们可以得到信号的离散时间序列。

然后，我们使用MATLAB中的相关函数计算信号的自相关函数和互相关函数。

通过观察相关函数的图像，我们可以了解信号的自相关性和互相关性。

五、实验结果与讨论通过实验，我们成功地进行了信号的采集、观测和处理。

通过观察信号的频谱图，我们可以清楚地了解信号的频率成分和能量分布情况。

通过滤波处理，我们可以选择性地去除或增强信号中的某些频率成分。

一、实验目的1. 熟悉信号处理的基本概念和基本原理；2. 掌握信号的时域、频域分析方法；3. 理解滤波器的设计与实现方法；4. 提高实验操作技能和数据分析能力。

二、实验内容1. 信号的产生与基本特性分析2. 信号的时域、频域分析3. 滤波器的设计与实现4. 系统性能测试与分析三、实验原理1. 信号的产生与基本特性分析信号是信息传递的载体，信号的时域特性描述了信号随时间变化的规律，频域特性描述了信号中不同频率成分的分布情况。

2. 信号的时域、频域分析时域分析通过对信号进行时域波形观察，分析信号的波形、幅度、周期、频率等特性。

频域分析通过对信号进行傅里叶变换，分析信号的频谱分布情况。

3. 滤波器的设计与实现滤波器是一种能对信号进行选择性通、阻、衰减的装置。

滤波器的设计包括理想滤波器、实际滤波器的设计。

4. 系统性能测试与分析系统性能测试与分析包括系统稳定性、线性度、频率响应、群延迟、幅度响应等方面的测试。

四、实验步骤1. 信号的产生与基本特性分析（1）使用信号发生器产生不同类型的信号，如正弦波、方波、三角波等；（2）使用示波器观察信号的波形、幅度、周期、频率等特性；（3）对信号进行时域分析，记录相关数据。

2. 信号的时域、频域分析（1）对信号进行傅里叶变换，得到信号的频谱；（2）使用频谱分析仪观察信号的频谱分布情况；（3）对信号进行频域分析，记录相关数据。

3. 滤波器的设计与实现（1）设计一个低通滤波器，限制信号中高频成分的通过；（2）设计一个高通滤波器，限制信号中低频成分的通过；（3）设计一个带通滤波器，允许信号中特定频率范围内的成分通过；（4）使用滤波器对信号进行处理，观察滤波效果。

4. 系统性能测试与分析（1）测试滤波器的稳定性、线性度、频率响应、群延迟、幅度响应等性能指标；（2）记录测试数据，分析系统性能。

五、实验结果与分析1. 信号的产生与基本特性分析实验中产生的信号波形、幅度、周期、频率等特性符合理论预期。

一、实验目的1. 理解数字信号处理的基本原理和算法；2. 掌握语音降噪技术的应用；3. 分析语音信号和噪声信号的特点，并设计相应的降噪算法；4. 通过实验验证降噪算法的有效性。

二、实验原理语音降噪是信号处理领域的一个重要分支，其主要目的是在保留语音信号的同时，去除噪声干扰。

常见的语音降噪方法有：谱减法、自适应噪声消除法、维纳滤波法等。

本实验采用谱减法进行语音降噪。

谱减法的基本思想是：首先对语音信号和噪声信号进行傅里叶变换，得到它们的频谱；然后对噪声信号的频谱进行估计，得到噪声功率谱；最后将语音信号的频谱与噪声功率谱相减，得到降噪后的频谱；最后对降噪后的频谱进行逆傅里叶变换，得到降噪后的语音信号。

三、实验设备与材料1. 实验平台：计算机、Matlab软件；2. 实验数据：一段含噪声的语音信号。

四、实验步骤1. 加载语音信号和噪声信号：首先，在Matlab中加载含噪声的语音信号和噪声信号，分别存储为y(n)和v(n)。

2. 语音信号和噪声信号的预处理：对语音信号和噪声信号进行预处理，包括去噪、去静音、归一化等操作。

3. 语音信号和噪声信号的傅里叶变换：对预处理后的语音信号和噪声信号进行傅里叶变换，得到它们的频谱Y(k)和V(k)。

4. 噪声功率谱估计：根据噪声信号的频谱V(k)，估计噪声功率谱Pn(k)。

5. 语音信号的频谱处理：将语音信号的频谱Y(k)与噪声功率谱Pn(k)相减，得到降噪后的频谱Y'(k)。

6. 降噪后的语音信号逆傅里叶变换：对降噪后的频谱Y'(k)进行逆傅里叶变换，得到降噪后的语音信号y'(n)。

7. 语音信号和噪声信号的对比分析：将降噪后的语音信号y'(n)与原始语音信号y(n)进行对比分析，评估降噪效果。

五、实验结果与分析1. 实验结果通过实验，得到降噪后的语音信号y'(n)。

以下是降噪前后语音信号的对比图：```y(n)||| __| / \| / \| / \| / \| / \| / \| / \| / \| / \|/ \| \|_______________________|y'(n)```从对比图中可以看出，降噪后的语音信号y'(n)相比于原始语音信号y(n)具有更低的噪声干扰。

信号处理综合设计实验报告1. 引言本实验旨在探索并综合运用信号处理中的各种技术，包括滤波、调制、解调等，以实现特定的信号处理任务。

通过此实验，我们可以深入理解信号处理的基本原理，并学会应用相应的算法与工具来处理实际问题。

2. 实验目标本实验的主要目标是设计一个音频传输系统，即将音频信号从发送端传输到接收端，并恢复出原始音频信号。

具体实验要求如下：1. 通过设计合适的调制和解调方案，将原始音频信号转换为模拟信号进行传输，并在接收端将其恢复为数字音频信号。

2. 使用合适的滤波算法来抑制传输过程中的噪声和失真。

3. 实现信号处理任务的过程中，需要考虑系统的实时性和鲁棒性。

3. 实验过程及结果3.1 调制与解调设计首先，针对音频信号的调制与解调设计，我们选择了频率调制方案，将音频信号转换为调制信号进行传输。

实验中采用了常见的调频调制方案（FM），将音频信号编码到调制信号的频率变化中。

调制端采用MATLAB软件进行模拟调制，经过频率变换后，将调制信号通过声卡输出到接收端。

接收端通过声卡输入获取调制信号，并进行解调以还原出音频信号。

实验结果表明，经过调制和解调后，音频信号仍然能够保持较高的还原度，信号质量较好。

3.2 滤波算法设计由于传输过程中可能会引入一定的噪声和失真，为了提高信号质量，我们在接收端引入了滤波算法，以抑制噪声和失真。

实验中我们采用了数字滤波器设计技术，通过设计合适的滤波器来实现信号的去噪和失真抑制。

具体而言，我们采用了低通滤波器来滤除超出音频频带的高频成分，并采用均衡化滤波器来补偿传输过程中的频率响应差异。

实验结果显示，引入滤波算法后，信号质量得到了进一步提升，噪声和失真被有效地抑制了。

3.3 系统实时性与鲁棒性分析在实验过程中，我们需要关注系统的实时性和鲁棒性。

实时性要求系统能够在实际应用场景中及时响应，而鲁棒性则要求系统能够在不稳定环境下稳定工作。

根据实验结果，我们发现整个音频传输系统的实时性较高，信号处理的延迟较小，音频可以实时传输和恢复。

第1篇一、实验背景随着信息技术的飞速发展，数字信号处理（DSP）技术已成为通信、图像处理、语音识别等领域的重要工具。

本实验旨在通过一系列实验，加深对数字信号处理基本原理和方法的理解，提高实际应用能力。

二、实验目的1. 理解数字信号处理的基本概念和原理。

2. 掌握常用信号处理算法的MATLAB实现。

3. 培养分析和解决实际问题的能力。

三、实验内容本实验共分为五个部分，具体如下：1. 离散时间信号的基本操作（1）实验目的：熟悉离散时间信号的基本操作，如加法、减法、乘法、除法、延时、翻转等。

（2）实验步骤：- 使用MATLAB生成两个离散时间信号。

- 对信号进行基本操作，如加法、减法、乘法、除法、延时、翻转等。

- 观察并分析操作结果。

2. 离散时间系统的时域分析（1）实验目的：掌握离散时间系统的时域分析方法，如单位脉冲响应、零状态响应、零输入响应等。

（2）实验步骤：- 使用MATLAB设计一个离散时间系统。

- 计算系统的单位脉冲响应、零状态响应和零输入响应。

- 分析系统特性。

（1）实验目的：掌握离散时间信号的频域分析方法，如快速傅里叶变换（FFT）、离散傅里叶变换（DFT）等。

（2）实验步骤：- 使用MATLAB生成一个离散时间信号。

- 对信号进行FFT和DFT变换。

- 分析信号频谱。

4. 数字滤波器的设计与实现（1）实验目的：掌握数字滤波器的设计与实现方法，如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器等。

（2）实验步骤：- 使用MATLAB设计一个低通滤波器。

- 使用窗函数法实现滤波器。

- 对滤波器进行性能分析。

5. 信号处理在实际应用中的案例分析（1）实验目的：了解信号处理在实际应用中的案例分析，如语音信号处理、图像处理等。

（2）实验步骤：- 选择一个信号处理应用案例。

- 分析案例中使用的信号处理方法。

- 总结案例中的经验和教训。

四、实验结果与分析1. 离散时间信号的基本操作实验结果表明，离散时间信号的基本操作简单易懂，通过MATLAB可以实现各种操作，方便快捷。

一、实验目的1. 理解信号处理的基本概念和方法。

2. 掌握信号时域和频域分析的基本方法。

3. 熟悉常用信号处理算法的应用。

4. 提高信号处理实验技能。

二、实验原理信号处理是研究信号的获取、传输、处理、分析和解释的一门学科。

本实验主要研究以下内容：1. 信号时域分析：通过对信号进行时域变换，分析信号的时域特性。

2. 信号频域分析：通过对信号进行频域变换，分析信号的频域特性。

3. 信号处理算法：学习常用的信号处理算法，如滤波、压缩、解调等。

三、实验内容1. 信号时域分析（1）实验目的：观察和分析信号的时域特性。

（2）实验步骤：① 利用MATLAB生成一个简单的信号（如正弦波、方波等）；② 绘制信号的时域波形图；③ 分析信号的时域特性，如幅度、频率、相位等。

2. 信号频域分析（1）实验目的：观察和分析信号的频域特性。

（2）实验步骤：① 对时域信号进行快速傅里叶变换（FFT）；② 绘制信号的频域谱图；③ 分析信号的频域特性，如频谱分布、带宽等。

3. 信号处理算法（1）实验目的：掌握常用信号处理算法的应用。

（2）实验步骤：① 对信号进行滤波处理，如低通滤波、高通滤波等；② 对信号进行压缩处理，如均方根压缩、对数压缩等；③ 对信号进行解调处理，如幅度解调、相位解调等。

四、实验结果与分析1. 信号时域分析结果（1）正弦波信号的时域波形图显示了信号的幅度、频率和相位。

（2）方波信号的时域波形图显示了信号的幅度、频率和相位。

2. 信号频域分析结果（1）正弦波信号的频域谱图显示了信号的频率成分。

（2）方波信号的频域谱图显示了信号的频率成分。

3. 信号处理算法结果（1）低通滤波处理后的信号降低了高频成分，保留了低频成分。

（2）均方根压缩处理后的信号降低了信号的动态范围，提高了信噪比。

（3）幅度解调处理后的信号恢复了原始信号的幅度信息。

五、实验结论通过本次实验，我们掌握了信号处理的基本概念和方法，熟悉了信号时域和频域分析的基本方法，了解了常用信号处理算法的应用。

1. 进一步掌握信号分解的方法；2. 熟悉RLC 串联谐振电路的选频特性；基波二次谐波三次谐波四次谐波五次谐波六次谐波七次谐波频率 2.778 5.553 8.329 13.885 13.884 0 19.442 (KHz)幅值1070.0 90.8 282.0 40.3 108.0 0 75.2 (mv)1. 由表中数据可以比对出：1 ，3 ，5 ，7 次谐波的频率之比为：2.778 ：8.329 ：13.884 ：19.442 = 1 ：2.998 ：4.999 ：6.999是与傅里叶级数相符合的。

2. 同时可以比对出：其电压幅值之比：1070.0 ：282.0 ：108.0 ：75.2 = 1 ：0.2636 ：0.101：0.070 电压的幅值之比不是彻底符合要求，但是大致上能满足要求。

造成这一情况的原因可能是在测量幅值的过程中存在着干扰，实验中存在一定误差。

3. 2 ，4 ，6 次谐波的幅度较其他次谐波的幅度比较相对较小，基本满足幅度为0 的估计。

造成这一情况的原因也应该是在幅值的测量过程中存在的干扰所致。

Ⅰ-ⅤⅠ-ⅤⅠ-ⅦⅠ-ⅢⅦ-Ⅴ5 74.999 6.999图形见下Ⅴ--Ⅶ737≈3Ⅰ-ⅠⅢ-Ⅲ32.998Ⅲ-ⅦⅤ535≈3Ⅴ-Ⅶ757≈ 5Ⅰ-Ⅰ11NxNyff x图形y计算出的对应不同频率的 R 如上表所示，可以看出不同频率的 R 是不同的，这可能是L L因为趋肤效应的影响所致。

R (k Ω)L43.3 245.0 539.0 1001.3U (V)AB8.88.8 8.8 8.8U (V)R13.600 0.9600.464 0.256f 0 3f 05f 0 7fm c ． 简述李萨如图形的主要用途。

李萨如图可以用来大致判断合成图形的 X ，Y 方向的正弦运动的频率之比。

由此可以根据已知的一个输入频率求另一待测频率a ． 在RLC 电路中，若改变电阻R1 使电路的Q 变化，那末串联谐振电路的选频效应有什么变化，并说明Q 的物理意义。

重庆大学学生实验报告实验课程名称工程信号处理开课实验室综合实验大楼329学院机械年级2014专业班机电1班学生姓名汶睿学号t开课时间2014 至2015 学年第一学期机械工程学院制《工程信号处理》实验报告2）选择仪器上示波功能进行信号采集并同步显示3）选择仪器的数据采集功能进行手动触发、外触发等信号采集五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)1）数据采集示意图图1 较低采样频率采获的正弦波形图2 较高采样频率采获的正弦波形图3 外触发方式采集脉冲信号示意图六、实验结果及分析1．对瞬变信号采用什么采样触发方式采集比较合适？对瞬变信号采用预触发方式最合适，因为预触发方式在信号到来之前就进行采样，可以采集到信号的完整信息，而其他几种方式都不具备这个能力。

2．做数据记录时，记录所花的时间与哪些参数有关？记录所花的时间与采样频率和采集点数有关；根据f s=1/Δt,T=N*Δt，可得T=N/f s。

即采集时间与采集点数成正比，与采样频率成反比。

实验二时域,幅值域及时差域幅分析一、实验目的1 掌握信号的时域波形分析，数据统计特征值的计算方法2 掌握信号的概率密度函数及其应用3 理解信号的相关函数的性质及其应用二、实验原理1）信号统计量计算方法1、均值[]⎰∞→==TT x dt t x T t x E 0)(1lim )(μ2、均方值[]⎰∞→==T T x dt t x T t x E 0222)(1lim)(ψ3、方差[][][]⎰-=-=∞→T xT x dt t x T t x E t x E 0222)(1lim ))()((μσ 2）概率密度函数信号的概率密度函数是表示信号幅值落在指定区间的概率。

定义为[]xx x t x x P x p x ∆∆+≤<=→∆)(lim)(0。

3）相关函数分析实能量信号相关函数定义如下： 自相关函数 ⎰⎰∞∞-∞∞-+=-=dt t x t x dt t x t x R x )()()()()(τττ互相关函数 ⎰⎰∞∞-∞∞-+=-=dt t y t x dt t y t x R xy )()()()()(τττ三、实验步骤1）分析典型周期信号的相关性和概率密度函数 2）分析随机信号的相关性和概率密度函数 3）分析两个信号的互相关性质四、实验过程记录1）典型周期信号分析图1 周期正弦信号及其频谱幅值 图2 周期矩形信号及其频谱幅值图3 周期正弦信号概率密度函数 图4 周期矩形信号概率密度函数图5 正弦信号自相关函数图6 矩形信号自相关函数2）随机信号分析图7 随机信号幅值谱图8 随机信号概率密度函数图9 随机函数自相关函数3）两个信号的互相关分析图10 两个同频率正弦信号互相关函数图11 两个不同频率正弦信号互相关函数图12 两个随机信号互相关函数五、实验结果及分析1、均值、均方值、方差三者之间有何关系？均值、均方值、方差三者之间具有如下关系：222x x x μσψ+=，2x σ描述了信号的波动量，对应电信号流成分的功率；2x μ描述了信号的静态量，对应电信号中直流成分的功率。

信号处理及应用实验报告学院机械工程及自动化学院专业方向机械电子工程班级 13714班学号学生姓名王世强216年12月实验一模拟滤波器实验1、有源和无源带通滤波器频率(Hz)2461K5K2K5K5K5K5K7K1KU(i) （V）555555555555U(o)1（V）（无源）.42.73.9191315.94.83.73.61.46U(o)2（V）（有源）.9187891454665293388452画出无源与有源带通滤波器的幅频特性，并分析所测幅频特性与理想幅频特性有何区别？带通滤波器的实际幅频特性除了存在通带和阻带外，还在两者间存在过渡带，而不是突然下降；幅频特性在通带内并不完全平直；在阻带内幅频特性也不是零值，而是衰减至所允许的偏差范围内。

2、巴特沃斯低通滤波器频率(Hz)481121622435U(i) （V）33333333U(o)1（V）N=25368446628.77.36U(o)2（V）N=3946947735.71.41.13U(o)3（V）N=4456311112.46.22.4填写上表并在同一张图上画出N=2,3,4时的幅频特性。

实验二数字滤波器实验1．用窗函数法设计FIR滤波器有哪几个步骤？答（1）计算hh（2）选窗函数及窗口长度N根据给定的阻带衰减要求，确定窗口类型，然后根据相应的过渡带宽度w确定N,即w=A2πN，从而有N=2πAw。

式中，A是一个与（3）截短hd(n)h（4）由h(n)求滤波器的H(z)，再求得H(ejw)2．双线性变换法设计IIR滤波器与冲击响应不变法设计IIR滤波器的区别。

答冲激响应不变法是使模拟滤波器与数字滤波器的冲激响应互相模仿，从而达到两者频响之间的相互模仿。

冲激响应不变法中数字角频率与模拟角频率之间是线性变换，由基本映射z=esiT得到的w=ΩT的频率映射关系使得s平面的虚轴每隔2π/T便映射到z平面的单位圆上一周，是一个多对一的映射双线性变换法的基本思路是让两种滤波器的输入、输出互相模仿，从而达到频响的互相模仿。

重庆大学学生实验报告实验课程名称工程信号处理实验开课实验室xxxxx学院机械工程学院年级xxxx 专业班xxxx班学生姓名xxxx 学号xxxx开课时间xx 至xx 学年第xx 学期机械工程学院制《工程信号处理》实验报告实验2实验装置连线3.频谱分析启动动态信号分析仪软件，对周期信号幅值谱进行测量，显示并保存结果；对随机信号自功率谱密度进行测量，显示并保存结果；导入信号，对其进行频谱细化分析，显示并保存结果；导入调制信号数据，进行信号解调分析，显示并保存数据结果。

4.传递相干分析连接实验设备（如下图所示），选用SP-TFE-1传递函数分析仪为实验软件。

分别对双通道信号进行传递函数分析与相干函数分析。

实验4实验设备连接5.小波分析实验分别进行小波变换的变焦特性或多分辨特性(“数学显微镜”特性) 观察实验、连续小波变换实验、小波分解实验、小波包分解实验和小波分解和小波包分解识别微弱奇异信号实验。

五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)实验1数据采集与波形显示采样率为4k,正弦波频率100Hz 波形图 采样率1k,正弦波频率100Hz 波形图信号发生器信号发生器数据采集器计算机 （动态信号分析仪软件）Ch2系统)(t x 数据采集器 )(t y 计算机 （传递相干分析软件）Ch1 Ch2采样率500Hz,正弦波频率100Hz波形图采样率4k,方波频率100Hz,外部触发波形图实验2时域、幅值域及时差域幅分析图2.1Asin_f50_fs5000正弦波波形图正弦波统计特征值表正弦波的概率密度函数图同频正弦信号的互相关函数图正弦信号与方波信号的互相关函数图实验3. 频谱分析正弦信号时域波形正弦信号幅值谱正弦信号对数幅值谱调制波波形图调制波频谱图调制波解调后波形图，包络波形图调制波解调后波形图，包络幅值谱图白噪声的采集和分析白噪声时域波形白噪声功率谱密度白噪声对数谱密度图白噪声解调后功率谱密度倒谱图实验4传递相干分析双通道信号时域波形双通道信号传涵幅频谱图双通道信号传函相频谱双通道信号传函脉冲响应图双通道信号互谱虚部图双通道信号X-Y图实验5小波分析实验小波基 小波变换信号分析-连续小波变换的三维图离散小波变换 离散小波变换的翻页方波分析 小波包分析六、实验结果及分析 1.数据采集与波形显示实验分析：选择不同采样频率和触发方式，对信号发生器的信号进行采样，可观察到当采样频率没有信号最高频率两倍时,会出现频率混叠现象。

第1篇一、实验目的1. 深入理解信号处理的基本原理和方法。

2. 掌握信号处理在各个领域的应用，如语音信号处理、图像处理等。

3. 熟悉实验设备的使用，提高实际操作能力。

4. 培养团队协作和问题解决能力。

二、实验内容本次实验主要分为以下几个部分：1. 语音信号处理（1）采集语音信号：使用麦克风采集一段语音信号，并将其转换为数字信号。

（2）频谱分析：对采集到的语音信号进行频谱分析，观察其频谱特性。

（3）噪声消除：设计并实现噪声消除算法，对含噪语音信号进行处理，提高信号质量。

（4）语音增强：设计并实现语音增强算法，提高语音信号的清晰度。

2. 图像处理（1）图像采集：使用摄像头采集一幅图像，并将其转换为数字图像。

（2）图像增强：对采集到的图像进行增强处理，如对比度增强、亮度增强等。

（3）图像滤波：设计并实现图像滤波算法，去除图像中的噪声。

（4）图像分割：设计并实现图像分割算法，将图像中的不同区域分离出来。

3. 信号处理算法实现（1）傅里叶变换：实现离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT）算法，对信号进行频谱分析。

（2）小波变换：实现离散小波变换（DWT）算法，对信号进行时频分析。

（3）滤波器设计：设计并实现低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等，对信号进行滤波处理。

三、实验原理1. 语音信号处理（1）语音信号采集：通过麦克风将声音信号转换为电信号，再通过模数转换器（ADC）转换为数字信号。

（2）频谱分析：利用傅里叶变换将时域信号转换为频域信号，分析信号的频谱特性。

（3）噪声消除：采用噪声消除算法，如维纳滤波、谱减法等，去除信号中的噪声。

（4）语音增强：利用语音增强算法，如谱峰增强、长时能量增强等，提高语音信号的清晰度。

2. 图像处理（1）图像采集：通过摄像头将光信号转换为电信号，再通过模数转换器（ADC）转换为数字图像。

（2）图像增强：通过调整图像的亮度、对比度等参数，提高图像的可视效果。

（3）图像滤波：利用滤波器去除图像中的噪声，如均值滤波、中值滤波、高斯滤波等。

工程信号处理课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握工程信号处理的基本原理，包括信号的分类、采样、傅里叶变换等；2. 学会运用信号处理方法对实际工程信号进行分析和处理；3. 掌握信号处理算法在工程领域的应用，如滤波、降噪、特征提取等。

技能目标：1. 能够运用所学知识，使用编程软件（如MATLAB）进行信号处理的仿真实验；2. 培养学生解决实际工程问题中信号处理方面的能力，具备一定的创新意识和实践操作技能；3. 提高学生的团队协作和沟通能力，通过小组讨论、报告等形式，对信号处理问题进行深入探讨。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对工程信号处理领域的兴趣，激发学生主动学习的热情；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据和结果的分析；3. 增强学生的社会责任感和使命感，认识到信号处理技术在国家经济建设和国防事业中的重要作用。

本课程针对高年级本科生或研究生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将课程目标分解为具体的学习成果。

在教学过程中，注重理论与实践相结合，鼓励学生积极参与讨论和实践操作，培养具备实际工程问题解决能力的优秀人才。

二、教学内容本课程教学内容依据课程目标，结合教材《工程信号处理》进行选择和组织，具体包括以下章节：1. 信号与系统概述：介绍信号分类、系统分类及线性时不变系统；2. 信号处理基本理论：包括傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等；3. 信号采样与恢复：阐述奈奎斯特采样定理、信号恢复方法等；4. 数字滤波器设计：介绍IIR滤波器、FIR滤波器设计原理及实现方法；5. 信号滤波与降噪：讲解各种滤波算法、降噪方法及其在工程中的应用；6. 特征提取与识别：包括信号特征提取方法、模式识别基本原理等；7. 信号处理应用案例分析：分析实际工程中信号处理技术的应用。

教学进度安排如下：1-2周：信号与系统概述；3-4周：信号处理基本理论；5-6周：信号采样与恢复；7-8周：数字滤波器设计；9-10周：信号滤波与降噪；11-12周：特征提取与识别；13-14周：信号处理应用案例分析。