
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MATLAB信號處理實習(xí)218-MATLAB信號處理實習(xí)報告實習(xí)名稱MATLAB信號處理實習(xí)題目數(shù)字信號處理專業(yè)班級電子1142姓名楊越學(xué)號1104451237成績評定考核內(nèi)容設(shè)計表現(xiàn)設(shè)計報告設(shè)計成果和答辯綜合評定成績成績電氣與信息學(xué)院二零一四年六月
實習(xí)考核和成績評定辦法1、實習(xí)的考核由指導(dǎo)教師根據(jù)設(shè)計表現(xiàn)(出勤、遵守紀(jì)律情況等)、設(shè)計報告、設(shè)計成果、答辯等幾個方面,給出各項成績或權(quán)重,綜合后給出實習(xí)總成績。該設(shè)計考核須經(jīng)教研室主任審核,主管院長審批備案。2、成績評定采用五級分制,即優(yōu)、良、中、及格和不及格。3、參加本次設(shè)計時間不足三分之二或曠課三天以上者,不得參加本次考核,按不及格處理。4、實習(xí)結(jié)束一周內(nèi),指導(dǎo)教師提交成績和設(shè)計總結(jié)。5、設(shè)計過程考核和成績在教師手冊中有記載。注意:1、實習(xí)任務(wù)書和指導(dǎo)書在實習(xí)前發(fā)給學(xué)生,設(shè)計任務(wù)書放置在設(shè)計報告封面后和正文目錄前。2、為了節(jié)省紙張,保護(hù)環(huán)境,便于保管設(shè)計報告,統(tǒng)一采用A4紙,實習(xí)報告建議雙面打?。ㄕ牟捎盟误w五號字)或手寫,左側(cè)裝訂。MATALB信號處理實習(xí)報告一、實習(xí)目的“數(shù)字信號處理”是電子信息工程專業(yè)的主干課程,其理論性較強(qiáng),學(xué)生通過理論課的系統(tǒng)學(xué)習(xí)后,應(yīng)通過MATLAB語言對其所涉及的算法進(jìn)行仿真,這不僅能幫助學(xué)生理解其抽象的物理概念,工程概念和復(fù)雜算法,加強(qiáng)感性認(rèn)識,而且能激發(fā)學(xué)生更進(jìn)一步地在該領(lǐng)域的學(xué)習(xí)和探索熱情。二、實習(xí)任務(wù)及功能概述1.FT與DFT關(guān)系的MATLAB仿真任務(wù)要求:任設(shè)一個長度為N的實序列;編寫MATLAB代碼,實現(xiàn)該序列的傅立葉變換和離散傅立葉變換;調(diào)試運行代碼,得到仿真圖形;(4)通過仿真圖形觀察二者的關(guān)系,并得出結(jié)論。實驗源程序function[X,Xk]=yydft(x,N)w=2*pi*(0:127)/128;X=x*exp(-j*[1:length(x)]'*w);subplot(211)plot(w,abs(X))title('電子1142楊越')k=0:N-1;XK=x*exp(-j*[1:length(x)]'*(2*pi*k)/N);subplot(212)stem(k,abs(XK))title('FT與DFT關(guān)系的MATLAB仿真')endDFT的快速算法FFT的仿真任務(wù)要求:在熟悉FFT算法原理的基礎(chǔ)上,對所給的時域信號進(jìn)行分析;對信號做時域分析時要注意混疊現(xiàn)象的發(fā)生;對混合信號做快速傅立葉變換FFT運算,其中、、自設(shè),變換點數(shù)根據(jù)所設(shè)的情況自定;對變換結(jié)果做分析。實驗源程序function[x,xfft]=yyfft(f1,f2,f3,fs,n)t=0:1/fs:1;x=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t)+sin(2*pi*f3*t);subplot(211)plot(t,x)title('DFT的快速算法FFT的仿真')subplot(212)xfft=fft(x,n)f=fs*(0:n/2-1)/n;plot(f,abs(xfft(1:n/2)))title('電子1142楊越')endf1=20f2=40f3=60fs=120n=643.利用MATLAB信號處理工具箱設(shè)計FIR濾波器要求如下:(1)熟悉FIR濾波器的工作原理;(2)設(shè)計一個N階高通數(shù)字濾波器,階數(shù)和截止頻率自定;(3)設(shè)計一個N階帶通數(shù)字濾波器,階數(shù)和截止頻率自定;設(shè)計一個N階低通數(shù)字濾波器,階數(shù)和截止頻率自定;有完整的MATLAB代碼。實驗源代碼帶通:function[h,s,sf]=yyFIRbandpassfilter(f1,f2,f3,fs)m=(0.3*f1)/(fs/2);M=round(8/m);N=M-1;b=fir1(N,[0.8*f2/(fs/2)1.2*f2/(fs/2)]);[h,f]=freqz(b,1,512);axes('position',[0.10.760.33.2])plot(f*fs/(2*pi),20*log10(abs(h)))xlabel('frequency/Hz','fontsize',8,'fontweight','bold')set(gca,'fontsize',8,'fontweight','bold')t=0:1/fs:1;s=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t)+sin(2*pi*f3*t);axes('position',[0.10.430.33.2])plot(t,s);xlabel('time/Second','fontsize',8,'fontweight','bold')set(gca,'fontsize',8,'fontweight','bold')sf=filter(b,1,s);axes('position',[0.10.10.33.2])plot(t,sf)axis([0.2.5xlabel('time/Second','fontsize',8,'fontweight','bold')set(gca,'fontsize',8,'fontweight','bold')endf1=10f2=20f3=30fs=60低通:function[h,s,sf]=yyFIRlowpassfilter(f1,f2,fs)m=(0.3*f1)/(fs/2);M=round(8/m);N=M-1;b=fir1(N,0.9*f2/(fs/2));[h,f]=freqz(b,1,512);plot(f*fs/(2*pi),20*log10(abs(h)))xlabel('frequency/Hz','fontsize',8,'fontweight','bold')set(gca,'fontsize',8,'fontweight','bold')figuresubplot(211)t=0:1/fs:1;s=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t);plot(t,s);xlabel('time/Second','fontsize',8,'fontweight','bold')set(gca,'fontsize',8,'fontweight','bold')subplot(212)SK=fft(s,512);SXK=abs(SK);f=(0:255)*fs/512;plot(f,SXK(1:256))xlabel('Frequency/Hz','fontsize',8,'fontweight','bold')set(gca,'fontsize',8,'fontweight','bold')figuresf=filter(b,1,s);%filterssubplot(211)plot(t,sf)%drawfilteredsignalsfxlabel('time/Second','fontsize',8,'fontweight','bold')set(gca,'fontsize',8,'fontweight','bold')axis([0.2.5-22])subplot(212)SFK=fft(sf,512);SFXK=abs(SFK);f=(0:255)*fs/512;plot(f,SFXK(1:256))xlabel('Frequency/Hz','fontsize',8,'fontweight','bold')set(gca,'fontsize',8,'fontweight','bold')end高通:function[h,s,sf]=yyFIRbandpassfilter(f1,f2,f3,fs)m=(0.3*f1)/(fs/2);M=round(8/m);N=M-1;b=fir1(N,[0.8*f2/(fs/2)1.2*f2/(fs/2)]),'high';[h,f]=freqz(b,1,512);axes('position',[0.10.760.33.2])plot(f*fs/(2*pi),20*log10(abs(h)))weight','bold')set(gca,'fontsize',8,'fontweight','bold')t=0:1/fs:1;s=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t)+sin(2*pi*f3*t);axes('position',[0.10.430.33.2])plot(t,s);xlabel('time/Second','fontsize',8,'fontweight','bold')set(gca,'fontsize',8,'fontweight','bold')sf=filter(b,1,s);axes('position',[0.10.10.33.2])plot(t,sf)axis([0.2.5-22])xlabel('time/Second','fontsize',8,'fontweight','bold')set(gca,'fontsize',8,'fontweight','bold')endxlabel('frequency/Hz','fontsize',8,'font4.利用MATLAB信號處理工具箱設(shè)計IIR濾波器要求如下:熟悉IIR數(shù)字濾波器的工作原理;設(shè)計一個N階高通數(shù)字濾波器,階數(shù)和截止頻率自定;設(shè)計一個N階帶通數(shù)字濾波器,階數(shù)和截止頻率自定;設(shè)計一個N階高通數(shù)字濾波器,階數(shù)和截止頻率自定;有完整的MATLAB代碼。實驗源程序低通:function[x,m,xf,mf]=yylowIIRfilter(f1,f2,fs,n)subplot(411)t=0:1/fs:.5;x=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t);plot(t,x)subplot(412)y=fft(x,n);m=abs(y)/max(abs(y));f=fs*(0:n/2-1)/n;plot(f,m(1:n/2));[b,a]=ellip(6,.1,40,.5*(f1+f2)/(fs/2));xf=filter(b,a,x);subplot(413)plot(t,xf);subplot(414)yf=fft(xf,n);mf=abs(yf)/max(abs(yf));f=fs*(0:n/2-1)/n;plot(f,mf(1:n/2));endf1=100f2=200fs=400n=32高通:function[x,m,xf,mf]=yyhighIIRfilter(f1,f2,fs,n)subplot(411)t=0:1/fs:.5;x=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t);plot(t,x)subplot(412)y=fft(x,n);m=abs(y)/max(abs(y));f=fs*(0:n/2-1)/n;plot(f,m(1:n/2));[b,a]=ellip(6,.1,40,.5*(f1+f2)/(fs/2),'high');xf=filter(b,a,x);subplot(413)plot(t,xf);subplot(414)yf=fft(xf,n);mf=abs(yf)/max(abs(yf));f=fs*(0:n/2-1)/n;plot(f,mf(1:n/2));endf1=100,f2=200,fs=400,n=32帶通function[x,m,xf,mf]=yypassIIRfilter(f1,f2,fs,n)subplot(411)t=0:1/fs:.5;x=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t);plot(t,x)subplot(412)y=fft(x,n);m=abs(y)/max(abs(y));f=fs*(0:n/2-1)/n;plot(f,m(1:n/2));[b,a]=ellip(6,.1,40,[0.8*f2/(fs/2)1.2*f2/(fs/2)],'high');xf=filter(b,a,x);subplot(413)plot(t,xf);subplot(414)yf=fft(xf,n);mf=abs(yf)/max(abs(yf));f=fs*(0:n/2-1)/n;plot(f,mf(1:n/2));end5.利用所設(shè)計的濾波器對混合信號進(jìn)行濾波要求如下:(1)設(shè)計一個IIR或FIR數(shù)字濾波器,將混合信號中的、或選擇出來,、、自定,濾波器類型自定;(2)有完整的MATALB代碼;(3)仿真結(jié)果;(4)結(jié)果分析。實驗源程序使用function定義一個帶通FIR濾波器ftxuanpinfilters=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t)+sin(2*pi*f3*t);通過帶通分別選出三個頻率f1,f2,f3.function[h,s,sf]=ftxuanpinfilter(f1,f2,f3,fs)m=(0.3*f1)/(fs/2);%definetransitionbandwidthM=round(8/m);%definelengthofhammingwindowN=M-1;%defineorderofFIRfilterb=fir1(N,[0.8*f1/(fs/2)1.2*f1/(fs/2)]);%上下限截止頻率分別取f1的0.8和1.2[h,f]=freqz(b,1,512);axes('position',[0.10.730.8.2])plot(f*fs/(2*pi),20*log10(abs(h)))title('濾波器頻譜圖')xlabel('frequency/Hz','fontsize',8,'fontweight','bold')set(gca,'fontsize',8,'fontweight','bold')t=0:1/fs:1;s=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t)+sin(2*pi*f3*t);axes('position',[0.10.40.8.2])plot(t,s);title('原始信號f(t)的波形圖')xlabel('time/Second','fontsize',8,'fontweight','bold')set(gca,'fontsize',8,'fontweight','bold')sf=filter(b,1,s);axes('position',[0.10.080.8.2])plot(t,sf)title('選出f(t)中的f1的波形圖')axis([0.2.5-22])xlabel('time/Second','fontsize',8,'fontweight','bold')set(gca,'fontsize',8,'fontweight','bold')figureb1=fir1(N,[0.8*f2/(fs/2)1.2*f2/(fs/2)]);%上下限截止頻率分別取f2的0.8和1.2[h1,f1]=freqz(b1,1,512);axes('position',[0.10.730.8.2])plot(f1*fs/(2*pi),20*log10(abs(h)))title('濾波器頻譜圖')xlabel('frequency/Hz','fontsize',8,'fontweight','bold')set(gca,'fontsize',8,'fontweight','bold')axes('position',[0.10.40.8.2])plot(t,s);title('原始信號f(t)的波形圖')xlabel('time/Second','fontsize',8,'fontweight','bold')set(gca,'fontsize',8,'fontweight','bold')sf=filter(b1,1,s);axes('position',[0.10.080.8.2])plot(t,sf)title('選出f(t)中的f2的波形圖')axis([0.2.5-22])xlabel('time/Second','fontsize',8,'fontweight','bold')set(gca,'fontsize',8,'fontweight','bold')figureb2=fir1(N,[0.8*f3/(fs/2)1.2*f3/(fs/2)]);%上下限截止頻率分別取f3的0.8和1.2[h2,f2]=freqz(b2,1,512);axes('position',[0.10.730.8.2])plot(f2*fs
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