数字信号分析实验Word文件下载.docx
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(1)上机前应准备好实验的程序设计算法描述与关键分析内容;
(2)准备好程序测试数据和设备操作步骤,上机调试、运行;
(3)完成每个实验后进行数据与程序对比分析;
(4)递交实验结果的可执行程序、源程序并演示实验结果;
(5)写出实验报告,
二、实验学时安排
1.实验一:
离散信号的时域运算与变换(2学时)
2.实验二:
因果离散线性系统的时域分析(2学时)
3.实验三:
DFT变换的性质及应用(2学时)
4.实验四:
数字低通巴特沃斯滤波器的设计(2学时)
5.实验五:
窗函数设计FIR滤波器(2学时)
6.实验六:
基于FFT的图象压缩与放大(2学时)
三、实验报告格式
实验报告
姓名:
________________学号:
_______________实验日期:
_______________
实验题目:
实验目的:
实验内容:
实验地点:
实验结果:
(包括列出实验编写的所有文件及各项实验结果的曲线,并加注必要的说明)
结果分析:
总结:
四、实验考核
(1)实验预习报告;
(2)实验签到;
(3)上机实际操作;
(4)实验设计报告;
五、实验仪器设备要求
(1)有快速的较高性能微机和较大内存与硬盘的设备;
(2)设备数量能适应学生人数;
(3)有Matlab程序设计环境;
六、教材及参考书
1.张志勇等.精通MATLAB6.5.北京航空航天大学出版社.2003年3月
2.邹鲲等.MATLAB6.x信号处理.清华大学出版社.2002年5月
3.陈怀琛等.MATLAB及在电子信息课程中的应用.电子工业出版社.2002
4.程佩清.数字信号处理教程[M].清华大学出版社.2003
实验一离散信号的时域运算与变换
1.熟悉MATLAB编程特点
2.了解离散序列的延迟、相加、相乘及平移、反折、及倒相变换
1.设计一个实现序列移位的函数
将序列x(n)={1,2,3,4,0,7},其中n=0:
5的每一个样本都移动3个周期,移位后的序列y(n)=x(n-3)
2.序列的奇偶分解
将序列x(n)={0,1,2,3,4,3,2,1,0},其中n=-3:
5进行奇偶分解
用函数stem显示其奇偶序列
3.序列的加法运算
设x1(n)={1,0.5,0.3,0.4}其中n=-1:
2;
x2(n)={0.2,0.3,0.4,0.5,0.8,1}其中n=-2:
3
4.实现2中序列的翻转
1.列出本次实验编写的所有文件及各项实验结果的曲线,加注必要的说明
2.对本实验结果做理论计算,解释实验结果
3.总结实验体会及实验中存在的问题
1.在matlab中应如何实现序列的相乘运算
2.在matlab中应如何实现序列的倒相运算?
首先,在用MATLAB表示离散序列并将其可视化时,我们还应注意以下几点:
第一、离散时间序列无法用符号运算来表示,要用矩阵的形式;
第二、由于在MATLAB中矩阵的元素个数有限,因此,MATLAB无法表示无限长的序列;
第三、在绘制离散信号波形的函数stem命令,而不是plot命令。
下面是MATLAB绘制单位抽样序列及其移位序列的函数,n0是单位抽样序列的位移量,n1,n2是序列的起止时刻,,调用该函数就可以绘出单位抽样序列及其移位序列的波形图。
function[x,n]=impuls(n0,n1,n2)
%Generatesx(n)=delta(n-n0);
n=n0处建立一个单位抽样序列
%[x,n]=impuls(n0,n1,n2)
if((n0<
n1)|(n0>
n2)|(n1>
n2))
error('
argumentsmustsatisfyn1<
=n0<
=n2'
)
end
n=[n1:
n2];
x=[zeros(1,(n0-n1)),1,zeros(1,(n2-n0))];
将上述文件存为:
impuls.m,在命令窗口输入
>
n0=1,n1=-20,n2=30;
[x,n]=impuls(n0,n1,n2);
figure
(1),stem(n,x)
上图为右移了一个单位的单位抽样序列
其次,对于离散序列来说,序列相加、相乘是将两序列对应时间序号的值逐项相加或相乘,平移、反折、及倒相变换与连续信号的定义完全相同,但需要注意,与连续信号不同的是,在MATLAB中,离散序列的时域运算和变换不能用符号运算来实现,必须用向量表示的方法,即在MATLAB中离散序列的相加、相乘需表示成两个向量的相加、相乘,因而参加运算的两序列向量必须具有相同的维数。
•在MATLAB中,用一个向量即可表示一个有限长度的序列。
但是,这样的向量并没有包含对应的时间序号的信息。
所以,要完整地表示离散信号要用两个向量
•如:
序列:
f(k)={1,2,-1,3,4,5}
•
k=0
在MATLAB中应表示为:
•f=[1,2,-1,3,4,5]
•k=[-3,-2,-1,0,1,2]或是k=-3:
2
•★ZEROS
•功能:
产生全零阵列
•调用格式:
X=ZEROS(N)%产生N行N列的全零矩阵
•X=ZEROS(M,N)%产生M行N列的全零矩阵
•★
ONES
产生全1阵列
X=ONES(N)%产生N行N列的全1矩阵
•X=ONES(M,N)%产生M行N列的全1矩阵
SINC
辛格函数
Y=SINC(X)%
RECTPULS
产生矩形脉冲信号
Y=RECTPULS(T)%产生高度为1、宽度为1、关于T=0对称的矩形脉冲
•Y=RECTPULS(T,W)%产生高度为1、宽度为W、关于T=0对称的矩形脉冲
RAND
产生伪随机序列
Y=RAND(1,N)%产生[0,1]上均匀分布的随机序列
•Y=RANDN(1,N)%产生均值为0,方差为1的白噪声序列
SAWTOOTH
产生周期锯齿波或三角波
Y=SAWTOOTH(T)%产生幅值为+1,-1,以2为周期的方波
•Y=SAWTOOTH(T,WIDTH)%产生幅值为+1,-1,以WIDTH*2为周期的方波
SQUARE
产生方波
Y=SQUARE(T)%产生幅值为+1,-1,以2为周期的锯齿波
•Y=SQUARE(T,DUTY)%产生幅值为+1,-1,以占空比为DUTY的方波
•例:
t=0:
.0001:
.0625;
•y=SQUARE(2*pi*30*t,80);
plot(t,y)%产生一个占空比为80%的方波
FLIPLR
序列左右翻转
Y=FLIPLR(X)
•%X=123翻转后321
•456654
CUMSUM、SUM
计算序列累加
Y=CUMSUM(X)%向量X元素累加,记录每一次的累加结果,而SUM只记录最后的结果
(1)实现序列移位的函数
function[y,n]=segshift(x,n,n0)
•%功能y(n)=x(n-n0)
•%[y,n]=segshift(x,n,n0)
•n=n+n0;
y=x;
(2)实现两序列相加
function[y,n]=sigadd(x1,n1,x2,n2)
•%实现y(n)=x1(n)+x2(n)
•%-----------------------------
•%[y,n]=sigadd(x1,n1,x2,n2)
•%y=在包含n1和n2的n点上求序列和,
•%x1=在n1上的第一序列
•%x2=在n2上的第二序列(n2可与n1不等)
•n=min(min(n1),min(n2)):
max(max(n1),max(n2));
%y(n)的长度
•y1=zeros(1,length(n));
y2=y1;
%初始化
•y1(find((n>
=min(n1))&
(n<
=max(n1))==1))=x1;
%具有y的长度的x1
•y2(find((n>
=min(n2))&
=max(n2))==1))=x2;
%具有y的长度的x2
•y=y1+y2;
%序列相加.
(3)实现序列奇偶分解
m=-fliplr(n);
•m1=min([m,n]);
m2=max([m,n]);
m=m1:
m2;
•x1=[zeros(1,(length(m)-length(n))),x];
•xe=0.5*(x1+fliplr(x1))
•xo=0.5*(x1-fliplr(x1))
•subplot(1,2,1),stem(m,xe),ylabel('
xe'
),
•subplot(1,2,2),stem(m,xo),ylabel('
xo'
),
奇偶分解结果入下图所示:
(4)正弦序列翻转
n=-1:
10;
x=sin(0.4*pi*n);
y=fliplr(x);
n1=-fliplr(n);
subplot(2,1,1),stem(n,x)
subplot(2,1,2),stem(n1,y)
效果如右图所示:
实验二因果离散线性系统的时域分析
实现由差分方程构成的数字滤波器:
1.用两种不同的程序计算数字滤波器的单位抽样响应
,
给定差分方程:
y(n)-y(n-1)+0.9y(n-2)=x(n)
a.编制文件himpz.m,实现数字滤波器的单位抽样响应
b.编制函数文件hfilter.m,实现数字滤波器的单位抽样响应
2.给定
计算此数字滤波器的单位阶跃响应
,并判断系统的稳定性。
用stem(n,y)画出相应的图形。
参考程序gfilter.m
1.列出本次实验编写的所有文件及各项实验结果的曲线,加注必要的
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- 数字信号 分析 实验