数字信号处理实验课后答案.docx
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数字信号处理实验课后答案
数字信号处理实验课后答案
【篇一:
数字信号处理第三版课后实验程序(高西全)】
txt>closeall;clearall
%======内容1:
调用filter解差分方程,由系统对u(n)的响应判断稳定性======a=[1,-0.9];b=[0.05,0.05];%系统差分方程系数向量b和a
x1n=[11111111zeros(1,50)];%产生信号x1(n)=r8(n)
x2n=ones(1,128);%产生信号x2(n)=u(n)
hn=impz(b,a,58);%求系统单位脉冲响应h(n)
subplot(2,2,1);y=h(n);tstem(hn,y);%调用函数tstem绘图
title((a)系统单位脉冲响应h(n));boxon
y1n=filter(b,a,x1n);%求系统对x1(n)的响应y1(n)
subplot(2,2,2);y=y1(n);tstem(y1n,y);
title((b)系统对r8(n)的响应y1(n));boxon
y2n=filter(b,a,x2n);%求系统对x2(n)的响应y2(n)
subplot(2,2,4);y=y2(n);tstem(y2n,y);
title((c)系统对u(n)的响应y2(n));boxon
%===内容2:
调用conv函数计算卷积============================x1n=[11111111];%产生信号x1(n)=r8(n)
h1n=[ones(1,10)zeros(1,10)];
h2n=[12.52.51zeros(1,10)];
y21n=conv(h1n,x1n);
y22n=conv(h2n,x1n);
figure
(2)
subplot(2,2,1);y=h1(n);tstem(h1n,y);%调用函数tstem绘图
title((d)系统单位脉冲响应h1(n));boxon
subplot(2,2,2);y=y21(n);tstem(y21n,y);
title((e)h1(n)与r8(n)的卷积y21(n));boxon
subplot(2,2,3);y=h2(n);tstem(h2n,y);%调用函数tstem绘图
title((f)系统单位脉冲响应h2(n));boxon
subplot(2,2,4);y=y22(n);tstem(y22n,y);
title((g)h2(n)与r8(n)的卷积y22(n));boxon
%=========内容3:
谐振器分析========================
un=ones(1,256);%产生信号u(n)
n=0:
255;
xsin=sin(0.014*n)+sin(0.4*n);%产生正弦信号
a=[1,-1.8237,0.9801];b=[1/100.49,0,-1/100.49];%系统差分方程系数向量b和ay31n=filter(b,a,un);%谐振器对u(n)的响应y31(n)
y32n=filter(b,a,xsin);%谐振器对u(n)的响应y31(n)
figure(3)
subplot(2,1,1);y=y31(n);tstem(y31n,y);
title((h)谐振器对u(n)的响应y31(n));boxon
subplot(2,1,2);y=y32(n);tstem(y32n,y);
title((i)谐振器对正弦信号的响应y32(n));boxon
10.2.2实验程序清单
1时域采样理论的验证程序清单
%时域采样理论验证程序exp2a.m
tp=64/1000;%观察时间tp=64微秒
%产生m长采样序列x(n)
%fs=1000;t=1/fs;
fs=1000;t=1/fs;
m=tp*fs;n=0:
m-1;
a=444.128;alph=pi*50*2^0.5;omega=pi*50*2^0.5;
xnt=a*exp(-alph*n*t).*sin(omega*n*t);
xk=t*fft(xnt,m);%m点fft[xnt)]
yn=xa(nt);subplot(3,2,1);
tstem(xnt,yn);%调用自编绘图函数tstem绘制序列图
boxon;title((a)fs=1000hz);
k=0:
m-1;fk=k/tp;
subplot(3,2,2);plot(fk,abs(xk));title((a)t*ft[xa(nt)],fs=1000hz);
xlabel(f(hz));ylabel(幅度);axis([0,fs,0,1.2*max(abs(xk))])
%=================================================%fs=300hz和fs=200hz的程序与上面fs=1000hz完全相同。
2频域采样理论的验证程序清单
%频域采样理论验证程序exp2b.m
m=27;n=32;n=0:
m;
%产生m长三角波序列x(n)
xa=0:
floor(m/2);xb=ceil(m/2)-1:
-1:
0;xn=[xa,xb];
xk=fft(xn,1024);%1024点fft[x(n)],用于近似序列x(n)的tf
x32k=fft(xn,32);%32点fft[x(n)]
x32n=ifft(x32k);%32点ifft[x32(k)]得到x32(n)
x16k=x32k(1:
2:
n);%隔点抽取x32k得到x16(k)
x16n=ifft(x16k,n/2);%16点ifft[x16(k)]得到x16(n)
subplot(3,2,2);stem(n,xn,.);boxon
title((b)三角波序列x(n));xlabel(n);ylabel(x(n));axis([0,32,0,20])
k=0:
1023;wk=2*k/1024;%
subplot(3,2,1);plot(wk,abs(xk));title((a)ft[x(n)]);
xlabel(\omega/\pi);ylabel(|x(e^j^\omega)|);axis([0,1,0,200])
k=0:
n/2-1;
subplot(3,2,3);stem(k,abs(x16k),.);boxon
title((c)16点频域采样);xlabel(k);ylabel(|x_1_6(k)|);axis([0,8,0,200])n1=0:
n/2-1;
subplot(3,2,4);stem(n1,x16n,.);boxon
title((d)16点idft[x_1_6(k)]);xlabel(n);ylabel(x_1_6(n));axis([0,32,0,20])k=0:
n-1;
subplot(3,2,5);stem(k,abs(x32k),.);boxon
title((e)32点频域采样);xlabel(k);ylabel(|x_3_2(k)|);axis([0,16,0,200])n1=0:
n-1;
subplot(3,2,6);stem(n1,x32n,.);boxon
title((f)32点idft[x_3_2(k)]);xlabel(n);ylabel(x_3_2(n));axis([0,32,0,20])
10.3.2实验程序清单
%第10章实验3程序exp3.m
%用fft对信号作频谱分析
clearall;closeall
%实验内容
(1)===================================================x1n=[ones(1,4)];%产生序列向量x1(n)=r4(n)
m=8;xa=1:
(m/2);xb=(m/2):
-1:
1;x2n=[xa,xb];%产生长度为8的三角波序列x2(n)x3n=[xb,xa];
x1k8=fft(x1n,8);%计算x1n的8点dft
x1k16=fft(x1n,16);%计算x1n的16点dft
x2k8=fft(x2n,8);%计算x1n的8点dft
x2k16=fft(x2n,16);%计算x1n的16点dft
x3k8=fft(x3n,8);%计算x1n的8点dft
x3k16=fft(x3n,16);%计算x1n的16点dft
%以下绘制幅频特性曲线
subplot(2,2,1);mstem(x1k8);%绘制8点dft的幅频特性图
axis([0,2,0,1.2*max(abs(x1k8))])
subplot(2,2,3);mstem(x1k16);%绘制16点dft的幅频特性图
axis([0,2,0,1.2*max(abs(x1k16))])
figure
(2)
subplot(2,2,1);mstem(x2k8);%绘制8点dft的幅频特性图
axis([0,2,0,1.2*max(abs(x2k8))])
subplot(2,2,2);mstem(x2k16);%绘制16点dft的幅频特性图
axis([0,2,0,1.2*max(abs(x2k16))])
subplot(2,2,3);mstem(x3k8);%绘制8点dft的幅频特性图
axis([0,2,0,1.2*max(abs(x3k8))])
subplot(2,2,4);mstem(x3k16);%绘制16点dft的幅频特性图
axis([0,2,0,1.2*max(abs(x3k16))])
%实验内容
(2)周期序列谱分析==================================
n=8;n=0:
n-1;%fft的变换区间n=8
x4n=cos(pi*n/4);
x5n=cos(pi*n/4)+cos(pi*n/8);
x4k8=fft(x4n);%计算x4n的8点dft
x5k8=fft(x5n);%计算x5n的8点dft
n=16;n=0:
n-1;%fft的变换区间n=16
x4n=cos(pi*n/4);
x5n=cos(pi*n/4)+cos(pi*n/8);
x4k16=fft(x4n);%计算x4n的16点dft
x5k16=fft(x5n);%计算x5n的16点dft
figure(3)
subplot(2,2,1);mstem(x4k8);%绘制8点dft的幅频特性图
axis([0,2,0,1.2*max(abs(x4k8))])
subplot(2,2,3);mstem(x4k16);%绘制16点dft的幅频特性图
axis([0,2,0,1.2*max(abs(x4k16))])
subplot(2,2,2);mstem(x5k8);%绘制8点dft的幅频特性图
axis([0,2,0,1.2*max(abs(x5k8))])
subplot(2,2,4);mstem(x5k16);%绘制16点dft的幅频特性图
axis([0,2,0,1.2*max(abs(x5k16))])
%实验内容(3)模拟周期信号谱分析===============================
figure(4)
fs=64;t=1/fs;
n=16;n=0:
n-1;%fft的变换区间n=16
x6nt=cos(8*pi*n*t)+cos(16*pi*n*t)+cos(20*pi*n*t);%对x6(t)16点采样
x6k16=fft(x6nt);%计算x6nt的16点dft
x6k16=fftshift(x6k16);%将零频率移到频谱中心
tp=n*t;f=1/tp;%频率分辨率f
k=-n/2:
n/2-1;fk=k*f;%产生16点dft对应的采样点频率(以零频率为中心)subplot(3,1,1);stem(fk,abs(x6k16),.);boxon%绘制8点dft的幅频特性图
title((6a)16点|dft[x_6(nt)]|);xlabel(f(hz));ylabel(幅度);
axis([-n*f/2-1,n*f/2-1,0,1.2*max(abs(x6k16))])
n=32;n=0:
n-1;%fft的变换区间n=16
x6nt=cos(8*pi*n*t)+cos(16*pi*n*t)+cos(20*pi*n*t);%对x6(t)32点采样
x6k32=fft(x6nt);%计算x6nt的32点dft
x6k32=fftshift(x6k32);%将零频率移到频谱中心
tp=n*t;f=1/tp;%频率分辨率f
k=-n/2:
n/2-1;fk=k*f;%产生16点dft对应的采样点频率(以零频率为中心)subplot(3,1,2);stem(fk,abs(x6k32),.);boxon%绘制8点dft的幅频特性图
title((6b)32点|dft[x_6(nt)]|);xlabel(f(hz));ylabel(幅度);
axis([-n*f/2-1,n*f/2-1,0,1.2*max(abs(x6k32))])
n=64;n=0:
n-1;%fft的变换区间n=16
x6nt=cos(8*pi*n*t)+cos(16*pi*n*t)+cos(20*pi*n*t);%对x6(t)64点采样
x6k64=fft(x6nt);%计算x6nt的64点dft
x6k64=fftshift(x6k64);%将零频率移到频谱中心
tp=n*t;f=1/tp;%频率分辨率f
k=-n/2:
n/2-1;fk=k*f;%产生16点dft对应的采样点频率(以零频率为中心)subplot(3,1,3);stem(fk,abs(x6k64),.);boxon%绘制8点dft的幅频特性图
title((6a)64点|dft[x_6(nt)]|);xlabel(f(hz));ylabel(幅度);
axis([-n*f/2-1,n*f/2-1,0,1.2*max(abs(x6k64))])
%实验4程序exp4.m
%iir数字滤波器设计及软件实现
clearall;closeall
fs=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;
%低通滤波器设计与实现=========================================
fp=280;fs=450;
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ay1t=filter(b,a,st);%滤波器软件实现
%低通滤波器设计与实现绘图部分
figure
(2);subplot(3,1,1);
myplot(b,a);%调用绘图函数myplot绘制损耗函数曲线
yt=y_1(t);
subplot(3,1,2);tplot(y1t,t,yt);%调用绘图函数tplot绘制滤波器输出波形
%带通滤波器设计与实现====================================================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ay2t=filter(b,a,st);%滤波器软件实现
%带通滤波器设计与实现绘图部分(省略)
%高通滤波器设计与实现================================================
fp=890;fs=600;
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计算椭圆df阶数n和通带截止频率wp
[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ay3t=filter(b,a,st);%滤波器软件实现
%高低通滤波器设计与实现绘图部分(省略)
【篇二:
数字信号处理实验答案】
txt>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=[1234],b=[3456],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。
clearall;
a=[1234];
b=[3456];
c=a+b;
d=a-b;
e=a.*b;
f=a./b;
g=a.^b;
n=1:
4;
subplot(4,2,1);stem(n,a);
xlabel(n);xlim([05]);ylabel(a);
subplot(4,2,2);stem(n,b);
xlabel(n);xlim([05]);ylabel(b);
subplot(4,2,3);stem(n,c);
xlabel(n);xlim([05]);ylabel(c);
subplot(4,2,4);stem(n,d);
xlabel(n);xlim([05]);ylabel(d);
subplot(4,2,5);stem(n,e);
xlabel(n);xlim([05]);ylabel(e);
subplot(4,2,6);stem(n,f);
xlabel(n);xlim([05]);ylabel(f);
subplot(4,2,7);stem(n,g);
xlabel(n);xlim([05]);ylabel(g);
(2)用matlab实现下列序列:
a)x(n)=0.8n0≤n≤15
b)x(n)=e(0.2+3j)n0≤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。
clearall;
n=0:
15;
%a)x(n)=0.8n0≤n≤15
xa=0.8.^n;
figure;subplot(2,1,1);stem(n,xa);xlabel(n);xlim([016]);ylabel(xa);
%b)x(n)=e(0.2+3j)n0≤n≤15
xb=exp((0.2+3*j)*n);
subplot(2,1,2);stem(n,xb);
xlabel(n);xlim([016]);ylabel(xb);figure;
xc=3*cos(0.125*pi*n+0.2*pi)+2*sin(0.25*pi*n+0.1*pi);
subplot(3,1,1);stem(n,xc);xlabel(n);xlim([016]);ylabel(xc);
%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。
k=0:
3;m=0;
fori=1:
4
forj=1:
16
m=m+1;
n(m)=n(j)+16*k(i);
x16(m)=3*cos(0.125*pi*n(m)+0.2*pi)+2*sin(0.25*pi*n(m)+0.1*pi);
end
end
subplot(3,1,2);stem(n,x16);xlabel(n);ylabel(x16);
%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。
forj=1:
10
x10(j)=x16(j);
end
fori=1:
3
form=1:
10
x10(i*10+m)=x10(m);
end
end
n=1:
40;
subplot(3,1,3);stem(n,x10);
xlabel(n);ylabel(x10);
(3)x(n)=[1,-1,3,5],产生并绘出下列序列的样本:
a)x1(n)=2x(n+2)-x(n-1)-2x(n)
b)x2(n)?
?
nx(n?
k)
k?
15
clearall
n=1:
4;
t=4;
x=[1-135];
x(5:
8)=x(1:
4);
subplot(2,1,1);stem(1:
8,x);grid;
fori=1:
4
ifi-10
x1(i)=2*x(i+2)-x(i-1)-2*x(i);
else
x1(i)=2*x(i+2)-x(i-1+t)-2*x(i);
end
end
x1(5:
8)=x1(1:
4);
subplot(2,1,2);stem(1:
8,x1);grid;
ta=0:
0.05:
10;
xa=sin(2*pi*ta);
subplot(2,1,1);plot(ta,xa);
xlabel(t);ylabel(幅度);
tb=0:
0.01:
4;
xb=cos(100*pi*tb).*sin(pi*tb);
subplot(2,1,2);plot(tb,xb);
xlabel(t);ylabel(幅度);
(5)编写函数stepshift(n0,n1,n2)实现u(n-n0),n1n0n2,绘出该函数的图形,起点为n1,
终点为n2。
n0=5;ns=1;nf=10;%ns为起点;nf为终点;在=n=n0处生成单位阶跃序列
n=[ns:
nf];
x=[(n-n0)=0];
stem(n,x);
-1(6)给一定因
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
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