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数字新号处理实验报告

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数字信号处理实验报告 实验一 信号、体统及系统响应 实验内容及步骤和思考题： 一 信号产生 1源代码 clc;close all;clear; A=444.128; a=50*pi*sqrt(2.0); W0=50*pi*sqrt(2.0); n=1:1:50;T=1/1000; Xa=A*(exp(a*n*T)).*(sin(W0*n*T)); %产生理想采样信号序列 subplot(3,1,1);stem(n,Xa); title('理想采样信号序列');xlabel('n');ylabel('Xa');

n=-50:1:50; Xb=(n==0); %产生单位脉冲序列 subplot(3,1,2);stem(n,Xb); title('单位脉冲序列');xlabel('n');ylabel('Xb');

n=-5:1:15; Xc=(n>=0)-(n>=9); %产生矩形序列 subplot(3,1,3);stem(n,Xc); title('矩形序列');xlabel('n');ylabel('Xc');

2 图形：

二 上机实验 1、 分析理想采样信号序列的特性

产生在不同采样频率时的理想采样信号序列Xa(n)，并记录各自的幅频特性，观察频谱“混淆”现象是否明显存在，说明原因。

（1） 源代码： clc;close all;clear; A=444.128;a=50*pi*sqrt(2.0);W0=50*pi*sqrt(2.0);n=-50:1:50;T1=1/1000; Xa=A*(exp(a*n*T1)).*(sin(W0*n*T1)); %产生理想采样信号Xa序列 subplot(3,3,1);plot(n,Xa); title('Xa序列');xlabel('n');ylabel('Xa');k=-25:25; X1=Xa*(exp(-j*pi/12.5)).^(n'*k); %X1=FT[Xa] subplot(3,3,2); stem(k,abs(X1)); title('Xa的幅度谱'); %产生Xa的幅度谱及相位谱 xlabel('k');ylabel('幅度'); subplot(3,3,3);stem(k,angle(X1)); title('Xa的相位谱');xlabel('k');ylabel('相位'); T2=1/300;Xb=A*(exp(a*n*T2)).*(sin(W0*n*T2)); %产生理想采样信号Xb序列 subplot(3,3,4);plot(n,Xb); title('Xb序列');xlabel('n');ylabel('相位');k=-25:25; X2=Xb*(exp(-j*pi/12.5)).^(n'*k); %X2=FT[Xa] subplot(3,3,5); stem(k,abs(X2)); title('Xb的幅度谱'); %产生Xb的幅度谱及相位谱 xlabel('k');ylabel('幅度');subplot(3,3,6);stem(k,angle(X2)); title('Xb的相位谱');xlabel('k');ylabel('相位'); T3=1/200;Xc=A*(exp(a*n*T3)).*(sin(W0*n*T3)); %产生理想采样信号Xc序列 subplot(3,3,7);plot(n,Xc);title('Xc序列'); xlabel('n');ylabel('Xc');k=-25:25; X3=Xc*(exp(-j*pi/12.5)).^(n'*k); %X3=FT[Xa] subplot(3,3,8); stem(k,abs(X3)); title('Xc的幅度谱'); %产生Xc的幅度谱及相位谱 xlabel('k');ylabel('幅度');subplot(3,3,9); stem(k,angle(X3)); title('Xc的相位谱');xlabel('k');ylabel('相位');

（2） 图形: (3)由图形可知：  当采样频率为1000Hz时，采样序列在折叠频率附近处，无明显混叠。  当采样频率进一步降低时，主瓣宽度逐渐变宽，频率混叠现象也逐渐严重，存在较明显的失真现象。 原因：信号理想采样后的频谱是原信号频谱的周期严拓，其严拓周期等于采样角频率。根据时域采样定理，如果原信号是带限信号，且采样频率高于原信号最高频率的2倍才不会发生频率混叠。否则频谱会发生明显混叠如采样频率为200和300Hz时。

2、 离散信号、系统和系统响应的分析 1) 观察信号Xb(n)和Hb(n)的时域和频谱特性，比较系统输出Y(n)与Hb(n)的时域及幅频特性，绘出图形。

(1) 源代码如下 clcclose allclear n=-20:0.01:20Xb=(n==0) Hb=(n==0)+2.5*(n==1)+2.5*(n==2)+(n==3) subplot(2,3,1)plot(n,Xb)title('Xb序列') xlabel('n')ylabel('Xb') subplot(2,3,4)plot(n,Hb) title('Hb序列')xlabel('n')ylabel('Hb') k=-20:20;X=Xb*(exp(-j*pi/12.5)).^(n'*k); %X3=FT[Xa] subplot(2,3,2); stem(k,abs(X)); title('Xb的幅度谱'); %产生Xb的幅度谱及相位谱 xlabel('k');ylabel('幅度'); subplot(2,3,3);stem(k,angle(X)); title('Xb的相位谱');xlabel('k');ylabel('相位'); H=Hb*(exp(-j*pi/12.5)).^(n'*k); %X3=FT[Xa] subplot(2,3,5); stem(k,abs(H));

-50050-505x 107Xa序列nXa-50050012x 108Xa的幅度谱k幅度-50050-505Xa的相位谱k相位

-50050-505x 1018Xb序列n相位-500500510x 1018Xb的幅度谱k幅度-50050-505Xb的相位谱k相位

-50050-505x 1026Xc序列nXc-500500510x 1026Xc的幅度谱k幅度-50050-505Xc的相位谱

k相位title('Hb的幅度谱'); %产生Hb的幅度谱及相位谱 xlabel('k');ylabel('幅度'); subplot(2,3,6);stem(k,angle(H)); title('Hb的相位谱');xlabel('k');ylabel('相位'); m=-100:100; %输出信号的定义域的定义 subplot(3,1,1);stem(m,Yb); %输出信号时域波形 title('Yb序列');xlabel('n');ylabel('Yb'); Y=Yb*(exp(-j*pi/12.5)).^(m'*k); %Y=FT[Yb] subplot(3,1,2);stem(k,abs(Y)); %产生Yb的幅度谱及相位谱 title('Yb的幅度谱'); ylabel('幅度'); subplot(3,1,3);stem(k,angle(Y)); title('hb的相位谱'); ylabel('相位');

(2) 图形：

（3） 由图形可知：对于一个LTI系统来说，单位冲击序列与系统函数的卷积即系统响应的频谱特性与系统函数的频谱特性相同 2) 观察信号Xc(n)和Ha(n)的时域和频谱特性，以及系统输出Y(n)的幅频特性。改变Xc(n)的宽度N，仍观察以上现象，并比较前后差异。 （1） N=10时源代码如下（将以下代码中Xc=(n>=0)-(n>=9)中的9换为4得到的就是N=5时的源代码）： clc;close all;clear; n=-50:1:50;m=-100:100;

-2002000.51Xb序列nXb-200200123Hb序列nHb-2002000.51Xb的幅度谱k幅度-20020-1-0.500.51Xb的相位谱k相位

-2002002468Hb的幅度谱k幅度-20020-4-2024Hb的相位谱

k相位

-100-80-60-40-20020406080100024Yb序列nYb

-25-20-15-10-505101520250510Yb的幅度谱幅度

-25-20-15-10-50510152025-505hb的相位谱相位

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数字信号处理实验报告

数字信号处理实验报告

《数字信号处理》实验报告学院：信息科学与工程学院专业班级：通信1303姓名学号：实验一 常见离散时间信号的产生和频谱分析一、 实验目的（1） 熟悉MATLAB 应用环境，常用窗口的功能和使用方法；（2） 加深对常用离散时间信号的理解；（3） 掌握简单的绘图命令；（4） 掌握序列傅里叶变换的计算机实现方法，利用序列的傅里叶变换对离散信号进行频域分析。

二、 实验原理（1） 常用离散时间信号a ）单位抽样序列⎩⎨⎧=01)(n δ00≠=n n 如果)(n δ在时间轴上延迟了k 个单位，得到)(k n -δ即：⎩⎨⎧=-01)(k n δ0≠=n k n b ）单位阶跃序列⎩⎨⎧=01)(n u 00<≥n n c ）矩形序列 ⎩⎨⎧=01)(n R N 其他10-≤≤N nd ）正弦序列)sin()(ϕ+=wn A n xe ）实指数序列f ）复指数序列()()jw n x n e σ+=（2）离散傅里叶变换：设连续正弦信号()x t 为0()sin()x t A t φ=Ω+这一信号的频率为0f ，角频率为002f πΩ=，信号的周期为00012T f π==Ω。

如果对此连续周期信号()x t 进行抽样，其抽样时间间隔为T ，抽样后信号以()x n 表示，则有0()()sin()t nT x n x t A nT φ===Ω+，如果令w 为数字频率，满足000012s sf w T f f π=Ω=Ω=，其中s f 是抽样重复频率，简称抽样频率。

为了在数字计算机上观察分析各种序列的频域特性，通常对)(jw e X 在[]π2,0上进行M 点采样来观察分析。

对长度为N 的有限长序列x(n), 有∑-=-=10)()(N n n jw jw k k e n x e X其中 1,,1,02-==M k k Mw k ，π 通常M 应取得大一些，以便观察谱的细节变化。

取模|)(|k jw e X 可绘出幅频特性曲线。

华工 数字信号处理实验报告

华工 数字信号处理实验报告

数字信号处理实验报告班级：姓名：组号：第九组日期：二零一四年十一月实验1 常见离散信号产生和实现一、实验目的1、加深对常用离散信号的理解；2、熟悉使用MATLAB在时域中产生一些基本的离散时间信号。

二、实验原理1、单位抽样序列在MATLAB中可以利用函数实现。

2、单位阶越序列在MATLAB中可以利用函数实现:3、正弦序列在MATLAB中实现过程如下：4、复指数序列在MATLAB中实现过程如下：5、指数序列在MATLAB中实现过程如下：三、预习要求1、预先阅读实验讲义（MATLAB基础介绍）；2、讨论正弦序列、复指数序列的性质。

A．绘出信号，当、时、、时的信号实部和虚部图；当时呢？此时信号周期为多少？程序dsp1.m如下：titlez1=-1/12+j*pi/6;titlez2=1/12+j*pi/6;z3=1/12;z4=2+j*pi/6;z5=j*pi/6;n=0:20;x1=exp(titlez1*n);x2=exp(titlez2*n);x3=exp(z3*n);x4=exp(z4*n);x5=exp(z5*n);subplot(5,2,1);stem(n,real(x1));xlabel('n');ylabel('real(x1)'); title('z1=-1/12+j*pi/6时') subplot(5,2,2);stem(n,imag(x1));xlabel('n');ylabel('imag(x1)'); title('z1=-1/12+j*pi/6时') subplot(5,2,3);stem(n,real(x2));xlabel('n');ylabel('real(x2)'); title('z2=1/12+j*pi/6时')subplot(5,2,4);stem(n,imag(x2));xlabel('n');ylabel('image(x2)'); title('z2=1/12+j*pi/6时')subplot(5,2,5);stem(n,real(x3));xlabel('n');ylabel('real(x3)'); title('z3=1/12时')subplot(5,2,6);stem(n,imag(x3));xlabel('n');ylabel('image(x3)');title('z3=1/12时')subplot(5,2,7);stem(n,real(x4));xlabel('n');ylabel('real(x4)'); title('z4=2+j*pi/6时')subplot(5,2,8);stem(n,imag(x4));xlabel('n');ylabel('image(x4)'); title('z4=2+j*pi/6时')subplot(5,2,9);stem(n,real(x5));xlabel('n');ylabel('real(x5)'); title('z5=j*pi/6时')subplot(5,2,10);stem(n,imag(x5));xlabel('n');ylabel('image(x5)'); title('z5=j*pi/6时')运行结果如下：结论：当Z=pi/6时，序列周期为12。

数字信号处理实验报告(西电)

数字信号处理实验报告(西电)

数字信号处理实验报告班级：****姓名：郭**学号：*****联系方式：*****西安电子科技大学电子工程学院绪论数字信号处理起源于十八世纪的数学，随着信息科学和计算机技术的迅速发展，数字信号处理的理论与应用得到迅速发展，形成一门极其重要的学科。

当今数字信号处理的理论和方法已经得到长足的发展，成为数字化时代的重要支撑，其在各个学科和技术领域中的应用具有悠久的历史，已经渗透到我们生活和工作的各个方面。

数字信号处理相对于模拟信号处理具有许多优点，比如灵活性好，数字信号处理系统的性能取决于系统参数，这些参数很容易修改，并且数字系统可以分时复用，用一套数字系统可以分是处理多路信号；高精度和高稳定性，数字系统的运算字符有足够高的精度，同时数字系统不会随使用环境的变化而变化，尤其使用了超大规模集成的DSP 芯片，简化了设备，更提高了系统稳定性和可靠性；便于开发和升级，由于软件可以方便传送，复制和升级，系统的性能可以得到不断地改善；功能强，数字信号处理不仅能够完成一维信号的处理，还可以试下安多维信号的处理；便于大规模集成，数字部件具有高度的规范性，对电路参数要求不严格，容易大规模集成和生产。

数字信号处理用途广泛，对其进行一系列学习与研究也是非常必要的。

本次通过对几个典型的数字信号实例分析来进一步学习和验证数字信号理论基础。

实验一主要是产生常见的信号序列和对数字信号进行简单处理，如三点滑动平均算法、调幅广播（AM ）调制高频正弦信号和线性卷积。

实验二则是通过编程算法来了解DFT 的运算原理以及了解快速傅里叶变换FFT 的方法。

实验三是应用IRR 和FIR 滤波器对实际音频信号进行处理。

实验一●实验目的加深对序列基本知识的掌握理解●实验原理与方法1.几种常见的典型序列：0()1,00,0(){()()(),()sin()j n n n n u n x n Aex n a u n a x n A n σωωϕ+≥<====+单位阶跃序列：复指数序列：实指数序列：为实数 正弦序列：2.序列运算的应用：数字信号处理中经常需要将被加性噪声污染的信号中移除噪声，假定信号 s(n)被噪声d(n)所污染，得到了一个含噪声的信号()()()x n s n d n =+。

数字信号处理实验报告(二)

数字信号处理实验报告(二)

数字信号处理第二次实验报告学院：信息工程学院班级：2012级电子信息工程*班姓名：学号：20125507**指导老师：实验四：IIR数字滤波器设计及软件实现一、实验目的1、熟悉双线性变换设计IIR滤波器的原理与方法2、掌握IIR滤波器的MATLAB实现方法二、实验原理简述IIR数字滤波器间接法基本设计过程：1、将给定的数字滤波器的指标转换成过渡模拟滤波器的指标；2、设计过渡模拟滤波器；3、将过渡模拟滤波器系统函数转换成数字滤波器的系统函数三、程序与图形1、%-----------------信号产生函数mstg---------------function st=mstg %功能函数的写法%产生信号序列向量st,并显示st的时域波形和频谱%st=mstg 返回三路调幅信号相加形成的混合信号，长度N=1600N=1600 %N为信号st的长度。

Fs=10000;T=1/Fs;Tp=N*T; %采样频率Fs=10kHz，Tp为采样时间t=0:T:(N-1)*T;k=0:N-1;f=k/Tp;fc1=Fs/10; %第1路调幅信号的载波频率fc1=1000Hz,fm1=fc1/10; %第1路调幅信号的调制信号频率fm1=100Hzfc2=Fs/20; %第2路调幅信号的载波频率fc2=500Hzfm2=fc2/10; %第2路调幅信号的调制信号频率fm2=50Hzfc3=Fs/40; %第3路调幅信号的载波频率fc3=250Hz,fm3=fc3/10; %第3路调幅信号的调制信号频率fm3=25Hzxt1=cos(2*pi*fm1*t).*cos(2*pi*fc1*t); %产生第1路调幅信号xt2=cos(2*pi*fm2*t).*cos(2*pi*fc2*t); %产生第2路调幅信号xt3=cos(2*pi*fm3*t).*cos(2*pi*fc3*t); %产生第3路调幅信号st=xt1+xt2+xt3; %三路调幅信号相加fxt=fft(st,N); %计算信号st的频谱%-------绘制st的时域波形和幅频特性曲线-----subplot(2,1,1)plot(t,st);grid;xlabel('t/s');ylabel('s(t)');axis([0,Tp/8,min(st),max(st)]);title('(a) s(t)的波形')subplot(2,1,2)stem(f,abs(fxt)/max(abs(fxt)),'.');grid;title('(b) s(t)的频谱') axis([0,Fs/5,0,1.2]);xlabel('f/Hz');ylabel('幅度')-10123t/ss (t )(b) s(t)的频谱f/Hz幅度2、%-------实验4-2--------- clear all;close allFs=10000;T=1/Fs; %采样频率%调用信号产生函数mstg 产生由三路抑制载波调幅信号相加构成的复合信号st st=mstg;fp=280;fs=450; %下面wp,ws,为fp,fs 的归一化值范围为0-1wp=2*fp/Fs;ws=2*fs/Fs;rp=0.1;rs=60; %DF 指标（低通滤波器的通、阻带边界频）[N,wp]=ellipord(wp,ws,rp,rs); %调用ellipord 计算椭圆DF 阶数N 和通带截止频率wp[B,A]=ellip(N,rp,rs,wp); %调用ellip 计算椭圆带通DF 系统函数系数向量B 和A[h,w]= freqz(B,A);y1t=filter(B,A,st); %滤波器软件实现 figure(2);subplot(2,1,1); plot(w,20*log10(abs(h))); axis([0,1,-80,0]) subplot(2,1,2);t=0:T:(length(y1t)-1)*T; plot(t,y1t);%axis([0,1,-80,0])-10123t/ss (t )(b) s(t)的频谱f/Hz幅度-80-60-40-20000.020.040.060.080.10.120.140.16-1-0.500.511.53、%-------实验4-3---------fpl=440;fpu=560;fsl=275;fsu=900;wp=[2*fpl/Fs,2*fpu/Fs];ws=[2*fsl/Fs,2*fsu/Fs];rp=0.1;rs=60;[N,wp]=ellipord(wp,ws,rp,rs); %调用ellipord 计算椭圆DF 阶数N 和通带截止频率wp[B,A]=ellip(N,rp,rs,wp); %调用ellip 计算椭圆带通DF 系统函数系数向量B 和A[h,w]= freqz(B,A); y2t=filter(B,A,st);figure(3);subplot(2,1,1);plot(w,20*log10(abs(h))); axis([0,1,-80,0]) subplot(2,1,2);t=0:T:(length(y2t)-1)*T; plot(t,y2t);00.20.40.60.81-80-60-40-20000.020.040.060.080.10.120.140.16-2-10124、%-------实验4-4--------- fp=900;fs=550;wp=2*fp/Fs;ws=2*fs/Fs;rp=0.1;rs=60; %DF 指标（低通滤波器的通、阻带边界频）[N,wp]=ellipord(wp,ws,rp,rs);%调用ellipord 算椭圆DF 阶数N 通带截止频率 [B,A]=ellip(N,rp,rs,wp,'high'); %调用ellip 计算椭圆带通DF 系统函数系数向量B 和A[h,w]= freqz(B,A); y3t=filter(B,A,st);figure(4);subplot(2,1,1); plot(w,20*log10(abs(h))); axis([0,1,-80,0]) subplot(2,1,2);t=0:T:(length(y3t)-1)*T; plot(t,y3t);-80-60-40-20000.020.040.060.080.10.120.140.16-2-1012四、实验结果分析由图可见，三个分离滤波器指标参数选取正确，损耗函数曲线达到所给指标。