数字信号处理标准实验报告..docVIP

实验一 离散系统时域分析 一．实验目的 学习matlab语言的编程和调试技巧 掌握笔算离散卷积方法和matlab语言实现 二．实验原理与方法 一个离散时间系统，输入信号为x(n)，输出信号为y(n)，运算关系用Y[]表示，则输入与输出的关系可表示为y（n）＝T[x(n)]。 线性时不变系统的输入输出关系可通过单位脉冲响应h(n)表示： y(n)=x(n)*h(n)= 式中*表示卷积运算。 线性时不变系统的实现 在matlab语言中采用conv实现卷积运算即 y=conv(x,h); 它默认从n=0开始。 实验图形 如下图所示： y(n)=x(n)*h(n) x=[ones(1,10)]; h=0.8.^n2; 分析结果 笔算卷积积分y(n)=x(n)*h(n) 其中x(n)=u(n)-u(n-10); h(n)= 计算结果为y(n)= 其图形于上面的matlab语言运行得出的图形相同，证明了运算的正确性 心得体会 1巩固了时域卷积的方法，即公式法和图形法。 2因果信号通过因果系统后为因果信号。 实验二 FFT频谱分析及应用 一 实验目的： 通过实验加深对FFT的理解； 熟悉应用FFT对典型信号进行频谱分析的方法。 二 实验原理于方法： 在各种信号序列中，有限长序列占重要地位。对有限长序列可以利用离散傅立叶变换(DFT)进行分析。DFT不但可以很好的反映序列的频谱特性，而且易于用快速算法(FFT)在计算机上进行分析。 有限长序列的DFT是其z变换在单位园上的等距离采样，或者说是序列傅立叶的等距离采样，因此可以用于序列的普分析。FFT是DFT的一种快速算法，它是对变换式进行一次次分解，使其成为若干小数据点的组合，从而减少运算量。 在matlab信号处理工具箱中的函数fft（x,n）,可以用来实现序列的N点快速傅立叶变换。 三 实验结果图形： 1、对模拟信号x（t）=2*sin(4*pi*t)+5*cos(8*pi*t),以t=0.01n(n=0:N-1)进行采样。 实验所得图形变为： N=40,T=0.01s N=128,T=0.01 2.x（n）=sin(2*pi*0.15*t)+cos(2*pi*(0.15+df)*t)+cos(2*pi*(0.15+2*df)*t) 序列得频谱分析 N=64,df=1/16 N=64,df=1/64 N=128,df=1/64 四．实验分析 1. 由x（t）=2*sin(4*pi*t)+5*cos(8*pi*t)可得： 2、对x（n）=sin(2*pi*0.15*t)+cos(2*pi*(0.15+df)*t)+cos(2*pi*(0.15+2*df)*t) 序列得频谱分析。 五．心得体会 当才能分辨。 实验三 FIR数字滤波器的设计 实验目的： 掌握用窗函数法和频率采样法设计FIR数字滤波器的原理和方法； 熟悉线性相位 FIR滤波器的幅频特性和相频特性； 了解不同窗函数对滤波器性能的影响。 实验原理与方法： 窗函数法设计线性相位FIR滤波器的一般步骤为： 确定理想滤波器的特性； 由求出； 选择适当的窗函数，并根据线性相位条件确定窗函数的长度N； 由h(n)=(n).w(n), 0≤n≤ N-1，得出单位脉冲响应h(n); 对h(n)作离散时间傅立叶变换，得到H()。 频率采样法设计线性相位FIR滤波器的一般步骤为： 由设计要求选择滤波器的种类； 根据线性相位的约束条件确定，进而得到H(k)； 将H(k)带入H()内插公式得到所设计滤波器的频率相应。 试验图形 1．N＝15时的哈明窗(harming)： N＝45时的哈明窗： N＝45时的布莱克蔓窗（blackman）： 四．实验结果分析 1．（1）当N1=15 采用哈明窗（hamming）时， 如图所示：当N1=15N时， 达不到技术指标，但其相位是线性的。不选用此方案。 （2）当N2=45 采用哈明窗（hamming）时， 如图所示：当N2=45N时， 达到技术设计。N2=45的效果要比N1=15时好。综上所述，hamming窗可通过改变N来改变滤波器的性能，随N的增大滤波器性能提高。 （3）当N=45 将 blackman窗与hamming窗时进行比较，从试验图象中我们可以观察到，在N值相同时，blackman窗与hamming窗主瓣宽度基本相同，但blackman窗的阻带相比hamming窗的阻带要小，而且衰减比较快，这些特点使得blackman窗的滤波效果强于hamming窗。 由实验图象可得结论： blackman窗的滤波效果比hamming窗好。