數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 MATLAB

1、數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 姓名： 班級(jí)：09電信一班 學(xué)號(hào)：實(shí)驗(yàn)報(bào)告（一）姓名： 學(xué)號(hào)： 實(shí)驗(yàn)日期：8-12周實(shí)驗(yàn)題目：離散信號(hào)的時(shí)域運(yùn)算與變換實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 熟悉MATLAB編程特點(diǎn) 2. 了解離散序列的延遲、相加、相乘及平移、反折、及倒相變換實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)現(xiàn)序列移位的函數(shù) 將序列x(n)1,2,3,4,0,7,其中n0:5的每一個(gè)樣本都移動(dòng)3個(gè)周期,移位后的序列y(n)=x(n-3)2.序列的奇偶分解將序列x(n)0,1,2,3,4,3,2,1,0,其中n-3:5進(jìn)行奇偶分解 用函數(shù)stem顯示其奇偶序列3.序列的加法運(yùn)算 設(shè)x1(n)1,0.5,0.3,0.4其中n=-1:2 ;x

2、2(n)0.2,0.3,0.4,0.5,0.8,1其中n=-2:3 4.實(shí)現(xiàn)2中序列的翻轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：4305實(shí)驗(yàn)結(jié)果：1.將如下文件另存為：segshift.m文件，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;在命令窗口輸入：x=1,2,3,4,0,7;n=0:5;n0=3;y,n = segshift(x,n,n0)按ENTER鍵得到如下結(jié)果，y = 1 2 3 4 0 7n = 3 4 5 6 7 8再在命令窗口輸入：y,n = segshift(x,n,

3、n0);n=0:5;n0=3;stem(n,y)按ENTER鍵出圖如下圖1。2. 在命令窗口輸入: 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),得下圖二， 圖二圖一3將如下文件另存為：sigadd.m文件funct

4、ion y,n = sigadd(x1,n1,x2,n2)% 實(shí)現(xiàn) y(n) = x1(n)+x2(n)% -% y,n = sigadd(x1,n1,x2,n2)% y = 在包含n1 和 n2 的n點(diǎn)上求序列和, % x1 = 在 n1上的第一序列% x2 = 在 n2上的第二序列(n2可與 n1不等)n = min(min(n1),min(n2):max(max(n1),max(n2); % y(n)的長(zhǎng)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

5、長(zhǎng)度的 x1 y2(find(n>=min(n2)&(n<=max(n2)=1)=x2; % 具有y的長(zhǎng)度的x2 y = y1+y2; 在命令窗口輸入：x1=1,0.5,0.3,0.4;n1=-1:2;x2=0.2,0.3,0.4,0.5,0.8,1;n2=-2:3; y,n = sigadd(x1,n1,x2,n2)得：y = 0.2000 1.3000 0.9000 0.8000 1.2000 1.0000n =-2 -1 0 1 2 3再在命令窗口輸入：x1=1,0.5,0.3,0.4;n1=-1:2;x2=0.2,0.3,0.4,0.5,0.8,1;n2=-2:3;

6、y,n=sigadd(x1,n1,x2,n2) ；stem(n,y)，得到下圖：4. 將如下文件另存為.m文件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在命令窗口鍵入: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)得到如右圖，結(jié)果分析：結(jié)果如上總結(jié)：運(yùn)用MATLAB實(shí)現(xiàn)離散信號(hào)的時(shí)域運(yùn)算與變

7、換，主要包括兩步，首先賦初值然后再調(diào)用函數(shù)，在帶哦用函數(shù)時(shí)，注意不要把function復(fù)制進(jìn)來(lái)了。實(shí)驗(yàn)報(bào)告（二）姓名： 學(xué)號(hào)： 實(shí)驗(yàn)日期：8-12周實(shí)驗(yàn)題目：因果離散線性系統(tǒng)的時(shí)域分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)現(xiàn)由差分方程構(gòu)成的數(shù)字濾波器: 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.用兩種不同的程序計(jì)算數(shù)字濾波器的單位抽樣響應(yīng),給定差分方程:y(n)-y(n-1)+0.9y(n-2)=x(n)a.編制文件himpz.m,實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波器的單位抽樣響應(yīng)b. 編制函數(shù)文件hfilter.m,實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波器的單位抽樣響應(yīng)2.給定計(jì)算此數(shù)字濾波器的單位階躍響應(yīng),并判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。用stem(n,y)畫出相應(yīng)的圖形。實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：4305實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

8、1.（1）在命令窗口鍵入：a=1,-1,0.9;b=1; impz(b,a) title('單位抽樣響應(yīng)')，得到右圖：（2）在命令窗口鍵入：a=1,-1,0.9;b=1; impz(b,a) title(單位沖激響應(yīng)) (2)hfilter.ma=1,-1,0.9;b=1; % 求h(n)x=impuls (0,-10,100);n=-10:100;h=filter(b,a,x);subplot(2,1,1);stem(n,h)axis(-10,100,-1.1,1.1) title(單位激響應(yīng));xlabel(n);ylabel(h(n)得到右圖 2.在命令窗口輸入：a=1

9、,-1,0.9;b=1;x=zeros(1,10),ones(1,101);n=-10:100;s=filter(b,a,x);subplot(2,1,2);stem(n,s)axis(-10,100,-.5,2.5)得到右圖階躍響應(yīng)： 在命令窗口鍵入：sum(abs(h)z=roots(a);magz=abs(z)程序運(yùn)行結(jié)果:ans = 14.8337magz = 0.9487 0.9487h(n)累加的結(jié)果是一個(gè)實(shí)數(shù),說(shuō)明系統(tǒng)穩(wěn)定;magz說(shuō)明極點(diǎn)的模小于1,所以系統(tǒng)穩(wěn)定。結(jié)果分析：結(jié)果如上總結(jié)：用MATLAB可以實(shí)現(xiàn)求沖擊響應(yīng)及階躍響應(yīng)。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告（三）姓名： 學(xué)號(hào)： 實(shí)驗(yàn)日期：8-1

10、2周實(shí)驗(yàn)題目：DFT變換的性質(zhì)及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.實(shí)現(xiàn)信號(hào)的DFT變換 2. 了解DFT 應(yīng)用:(1)用DFT計(jì)算卷積 (2)用DFT 對(duì)序列進(jìn)行譜分析 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.用三種不同的DFT程序計(jì)算的傅立葉變換X(k),并比較三種程序的計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)間2.給定,利用DFT實(shí)現(xiàn)兩序列的線性卷積運(yùn)算,并研究DFT的點(diǎn)數(shù)與混疊的關(guān)系,并用stem(n,y)畫出相應(yīng)的圖形。3. 討論序列補(bǔ)零及增加數(shù)據(jù)長(zhǎng)度對(duì)信號(hào)頻譜的影響(1)求出序列x(n)=cos(0.48 n)+cos(0.52 n)基于有限個(gè)樣點(diǎn)n=10的頻譜(2) 求n=100時(shí),取x(n)的前10個(gè),后90個(gè)設(shè)為零,得到x(n)的頻譜(3) 增加

11、x(n)有效的樣點(diǎn)數(shù),取100個(gè)樣點(diǎn)得到x(n)的頻譜實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：4305實(shí)驗(yàn)結(jié)果：1.（1）在命令窗口輸入：tic; am,pha=dft1(x)N=length(x);w=exp(-j*2*pi/N);for k=1:Nsum=0;for n=1:N sum=sum+x(n)*w(k-1)*(n-1); end am(k)=abs(sum); pha(k)=angle(sum);end;toc得到如下結(jié)果：am = Columns 1 through 11 120.0000 41.0066 20.9050 14.3996 11.3137 9.6215 8.6591 8.1567 8.0000

12、 8.1567 8.6591 Columns 12 through 16 9.6215 11.3137 14.3996 20.9050 41.0066pha = Columns 1 through 11 0 1.7671 1.9635 2.1598 2.3562 2.5525 2.7489 2.9452 3.1416 -2.9452 -2.7489 Columns 12 through 16 -2.5525 -2.3562 -2.1598 -1.9635 -1.7671Elapsed time is 0.047000 seconds.（2）在命令窗口輸入：tic;am,pha=dft2(x)N

13、=length(x);n=0:N-1;k=0:N-1;w=exp(-j*2*pi/N);nk=n*k;wnk=w.(nk);Xk=x*wnk;am= abs(Xk);pha=angle(Xk);toc得到如下結(jié)果：Elapsed time is 0.020000 seconds.(3) 在命令窗口輸入：tic;amfft,phafft=dft3(x)N=length(x);Xk=fft(x);amfft= abs(Xk);phafft=angle(Xk);toc得到如下結(jié)果Elapsed time is 0.016000 seconds.所以，第三種時(shí)間最小，第一種時(shí)間最多。2.在命令窗口鍵入

14、：%N1+N2-1=23<32N=32;x=0:15;xx=x,zeros(1,16) ;h=ones(1,8),zeros(1,24);Xk=fft(xx,N);Hk=fft(h,N);Yk=Xk.* Hk;y=ifft(Yk,N);n=0:N-1;stem(n,y);hold on%N=N1=16N1=16;x1=0:15;h1=ones(1,8),zeros(1,8);Xk1=fft(x1,N1);Hk1=fft(h1,N1);Yk1=Xk1.* Hk1;y1=ifft(Yk1,N1);n1=0:N1-1;stem(n1,y1,.,m);得到下圖，3.（1） figure(1)：在

15、命令窗口鍵入：n=0:1:99;x=cos(0.48*pi*n)+cos(0.52*pi*n);n1=0:1:9;y1=x(1:1:10);subplot(2,1,1);stem(n1,y1);title('signal x(n), 0 <= n <= 9');xlabel('n')axis(0,10,-2.5,2.5)Y1=fft(y1);magY1=abs(Y1(1:1:6);k1=0:1:5;w1=2*pi/10*k1;subplot(2,1,2);stem(w1/pi,magY1);title(10點(diǎn)DFT');xlabel('

16、;w/pi')，axis(0,1,0,10)得到下圖：figure(1)（2）在命令窗口鍵入：n3=0:1:99;y3=x(1:1:10) zeros(1,90); 添90個(gè)零。得到100個(gè)數(shù)據(jù)subplot(2,1,1);stem(n3,y3);title('signal x(n), 0 <= n <= 9 + 90 zeros');xlabel('n')axis(0,100,-2.5,2.5)Y3=fft(y3);magY3=abs(Y3(1:1:51);k3=0:1:50;w3=2*pi/100*k3;subplot(2,1,2);st

17、em(w3/pi,magY3);title('100點(diǎn)DFT');xlabel('w/pi')axis(0,1,0,10)得到下圖figure(2)（3）在命令窗口鍵入：n=0:1:99;x=cos(0.48*pi*n)+cos(0.52*pi*n);subplot(2,1,1);stem(n,x);title('signal x(n), 0 <= n <= 99');xlabel('n')axis(0,100,-2.5,2.5)X=fft(x);magX=abs(X(1:1:51);k=0:1:50;w=2*pi/1

18、00*k;subplot(2,1,2);stem(w/pi,magX);title('100點(diǎn)DFT);xlabel('w/pi')axis(0,1,0,60)得到下圖figure(3)結(jié)果分析：結(jié)果如上總結(jié)：利用matlab7.0可以實(shí)現(xiàn)DFT變換，并繪制圖形。實(shí)驗(yàn)報(bào)告（四）姓名： 學(xué)號(hào)： 實(shí)驗(yàn)日期：8-12周實(shí)驗(yàn)題目：數(shù)字低通巴特沃斯濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆誌IR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.設(shè)計(jì)一個(gè)低通巴特沃斯模擬濾波器，繪制濾波器的的幅頻響應(yīng)及零極點(diǎn)圖。指標(biāo)如下：通帶截止頻率：WP1000HZ, 通帶最大衰減：RP=3dB阻帶截止頻率：Ws2000HZ,

19、阻帶最小衰減：Rs=40 dB2. 用沖激響應(yīng)不變法和雙線性變換法將一模擬低通濾波器轉(zhuǎn)換為數(shù)字低通濾波器并圖釋H(S)和H(Z)，采樣頻率Fs1000Hz實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：4305實(shí)驗(yàn)結(jié)果：1.在命令窗口輸入：subplot(1,2,1) wp=1000;ws=2000;rp=3;rs=40; N,wn=buttord(wp,ws,rp,rs,'s') B,A=butter(N,wn,'s'); Z,P,K=buttap(N); h,w=freqs(B,A,1024); plot(w,20*log10(abs(h)/abs(h(1)grid;xlabel('頻率

20、Hz');ylabel('幅度（dB）')title('巴特沃斯幅頻響應(yīng)') axis(0,3000, -40,3);line(0,2000,-3,-3);line(1000,1000,-40,3);subplot(1,2,2) p=P'q=Z'x=max(abs(p,q);x=x+0.1;y=x;axis(-x,x,-y,y);axis('square')plot(-x,x,0,0);hold onplot(0,0,-y,y);hold onplot(real(p),imag(p),'x')得到如下結(jié)果：

21、N = 7wn =1.0359e+0032:在命令窗口鍵入：b=1;a=1,1000;w=0:1000*2*pi;h,w=freqs(b,a,w);subplot(2,2,1)plot(w/2/pi,abs(h)/abs(h(1);grid;title('模擬頻率響應(yīng)');xlabel('f(Hz)');ylabel('幅度'); Fs=1000;bz,az=impinvar(b,a,Fs); bzl,azl=bilinear(b,a,Fs); wz=0:pi/512:pi;hz1=freqz(bz,az,wz);hz2=freqz(bzl,azl,wz);subplot(2,2,2);plot(wz/pi,abs(hz1)/hz1(1);grid; axis(0,1,0,1) title('沖激響應(yīng)不變法數(shù)字頻率響應(yīng)') subplot(2,2,3);plot(wz/pi,abs(hz2)/hz2(1);grid; axis(0,1,0,1) title('雙線性變換法數(shù)字頻率響應(yīng)'); 得到結(jié)果如右圖： 結(jié)果分析：結(jié)果如上總結(jié)：matlaB可以實(shí)現(xiàn)低通數(shù)字巴特沃斯濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告（五）姓名： 學(xué)號(hào)： 實(shí)驗(yàn)日期：8-12周實(shí)驗(yàn)題目：窗函數(shù)設(shè)計(jì)FIR濾波