数字信号处理自编实验讲义..docVIP

贵州师范大学 数字信号处理实验讲义 陈世国 编 实验一 离散时间信号的产生及信号的卷积和运算 一、实验室名称：数字信号处理实验室 二、实验项目名称：离散时间信号的产生及信号的卷积和运算 三、实验原理： (一)常见的离散时间信号： 单位抽样序列，或称为离散时间冲激，单位冲激： 如果在时间轴上延迟了k个单位，得到即： 2．单位阶跃序列 如果在时间轴上延迟了k个单位，得到即: 3．正弦序列 这里，和都是实数，它们分别称为正弦信号的振幅，角频率和初始相位。为频率。 4．复正弦序列 5．实指数序列 （二）、信号的卷积和运算 （三）MATLAB编程介绍： MATLAB是一套功能强大，但使用方便的工程计算及数据处理软件。其编程风格很简洁，没有太多的语法限制，所以使用起来非常方便，尤其对初学者来说，可以避免去阅读大量的指令系统，以便很快上手编程。值得注意得就是，MATLAB中把所有参与处理的数据都视为矩阵，并且其函数众多，希望同学注意查看帮助，经过一段时间的训练就会慢慢熟练使用本软件了。关于更多的MATLAB介绍，请大家查阅MATLAB有关书籍及MATLAB软件中的帮助。 本实验中使用到一些MATLAB的基本函数，其中包括对矩阵操作的函数ones( )、pi、rand( )、randn( )、zeros( )，基本函数 cos( ), exp( ), imag( ), real( )，数据分析函数sum( )，二维图形处理函数axis、grid、legend、plot、stem、title、xlabel、ylabel及通用功能图形函数clf、subplot等。 单位脉冲序列 长度为N的单位脉冲序列可以通过下面的MATLAB命令获得： n=-(N-1):N-1 delt=[ 1 ]； stem(n,delt) 延迟M个采样点的长度为N的单位脉冲序列(MN)可以用下面命令获得： n=0:N-1 deltd=[ 1 ]； stem(n,deltd) 单位阶跃序列 长度为N的单位阶跃序列u(n)可以用下面的MATLAB命令获得： n=-(N-1):N-1 stem(n,u) 延迟的单位阶跃序列可以使用类似于单位脉冲序列的方法获得。 正弦序列 长度为N的正弦序列在MATLAB中实现： 复指数序列 长度为N的指数序列在MATLAB中实现： 实指数序列 长度为N的实指数序列在MATLAB中实现： 随机序列 长度为N的随机序列在MATLAB中实现： n=0:N-1 stem(n,x) 7．卷积和 x(n)和h(n)的卷积和的matlab实现： stem(y) 四、实验目的： 数字信号处理系统中的信号都是以离散时间形态存在，所以对离散时间信号的研究是数字信号处理的基本所在。而要研究离散时间信号，首先需要产生出各种离散时间信号。MATLAB 是一套功能强大的工程计算及数据处理软件，广泛应用于工业，电子，医疗和建筑等众多领域。使用MATLAB软件可以很方便地产生各种常见的离散时间信号，而且它还具有强大的绘图功能，便于用户直观地输出处理结果。 通过本实验，学生将学习如何用MATLAB产生一些常见的离散时间信号，实现信号的卷积运算，并通过MATLAB中的绘图工具对产生的信号进行观察，加深对常用离散信号和信号卷积和运算的理解。 五、实验内容： 编制程序产生前5种信号（长度可输入确定），并利用MATLAB中的基本图形函数绘出其图形。实现正弦序列和实指数序列的卷积和运算，并绘出其图形。 六、实验设备：计算机，matlab软件 七、实验步骤： 本实验要求学生运用MATLAB编程产生一些基本的离散时间信号，实现信号的卷积运算，并通过MATLAB的几种绘图指令画出这些图形，以加深对相关教学内容的理解，同时也通过这些简单的函数练习了MATLAB的使用。 八、实验报告要求 1．简述实验目的和原理。 2．整理好经过运行并证明是正确的程序并且加上详细的注释。 3．给出程序运行结果，并对结果加以分析。 实验二 离散时间信号的频域分析 一、实验室名称：数字信号处理实验室 二、实验项目名称：离散时间信号的频域分析 三、实验原理： （一）DTFT和DFT的定义及其相互关系： 序列x[n] 的DTFT定义： 它是关于自变量的复函数，且是以为周期的连续函数。可以表示为： 其中，和分别是的实部和虚部；还可以表示为： 其中，和分别是的幅度函数和相位函数；它们都是的实函数，也是以为周期的周期函数。 序列x[n]的N点DFT定义： 是周期为N