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数字信号处理 实验指导书 颜华 刘笑楠 主编 二○○八年三 前言 目录 前言 - 1 - 目录 - 1 - 实验一 信号、系统及系统响应 - 1 - 1.1实验目的及要求 - 1 - 1.2实验内容 - 1 - 1.3实验步骤 - 1 - 1.4思考题 - 3 - 1.5选做题 - 3 - 1.6实验报告要求 - 3 - 实验二 信号的谱分析 - 4 - 2.1实验目的及要求 - 4 - 2.2实验内容 - 4 - 2.3实验步骤、实验原理及思考题 - 4 - 2.4选做题 - 6 - 2.5实验报告要求 - 6 - 实验三 IIR滤波器设计 - 7 - 3.1实验目的及要求 - 7 - 3.2实验内容 - 7 - 3.3实验步骤及实验报告要求 - 7 - 3.4 选做题 - 8 - 3.5实验报告要求 - 9 - 实验四 FIR滤波器设计 - 10 - 4.1实验目的及要求 - 10 - 4.2实验原理与方法 - 10 - 4.3实验步骤及内容 - 11 - 4.4思考题： - 12 - 4.5选做题 - 12 - 4.6 实验报告要求 - 12 - 实验一 信号、系统及系统响应 1.1实验目的及要求 加深对线时不变系统、时域卷积定理的理解。 熟悉时域离散系统的时域、频域特性。 要求复习线性时不变系统、线性卷积、时域卷积定理、离散系统时域、频域特性、DTFT性质等内容。 1.2实验内容 线性时不变系统响应分析 离散时间系统的时域、频域特性分析 时域卷积定理验证 1.3实验步骤 双击桌面上的matlab图标，进入matlab。将Current Dictionary改成c:\matlab\dsp，在matlab命令窗(Command Window)中输入dsp1后回车，进入数字信号处理实验一。用鼠标双击要做的实验内容，进入相应实验。实验中会随着实验的进行弹出许多图形显示窗口，并在命令窗中给出新的实验提示！请及时切换到命令窗，根据屏幕提示进行实验。完成一项实验内容后，可输入close all命令，关闭打开的各图形窗口。 1、线性时不变系统响应分析 运行线性时不变系统响应分析程序，输入系统单位样值响应h(n)，激励序列x(n)，观察分析离散系统的输出y(n)。使激励序列x(n)有一延时，观察分析y(n)的变化。 实验报告中要求： 记录并分析以下2种情况的实验结果： (1) h (n)* x (n) (2) h (n)* x (n-3) 其中：x (n)=R4(n)，h(n)=((n)+2((n-1)+2((n-2)+ ((n-3) 实验中请按照提示输入各序列。MATLAB中序列的输入由两部分组成：序列的非零样点（将序列值在方括号中逐个列出，各序列值间用空格或逗号隔开）；非零样点的起始序号。例如： 序列 序列的非零样点 非零样点的起始序号 x(n)=R4(n) [1,1,1,1] 0 h (n)=((n)+2((n-1)+2((n-2)+ ((n-3) [1, 2, 2, 1] 0 x(n-3) [1,1,1,1] 3 提示：注意线性卷积结果y(n)非零区间与x(n)、h(n)非零区间的关系。注意激励延时引起的输出变化。 2、离散时间系统的时域、频域特性分析 运行离散时间系统的时域、频域特性分析程序，输入系统函数描述，观察分析系统的幅频特性、相频特性、零极点图、单位样值响应。 MATLAB中系统函数描述方法： 若系统函数，则当M=N时，H(z)分子多项式系数描述向量B=，分母多项式系数描述向量A=。当M≠N时，给短向量的尾部补零至两向量长度相等。 实验报告中要求记录并分析以下几种情况的实验结果（写出系统函数H(z)，H(z)分子、分母多项式系数描述向量B，A,绘出系统的幅频、相频特性）。 (1) B=[1,0], A=[1, -1/3] (2) B=[1,0], A=[1,1/3] B=[1/4, -1/2, 1], A=[1, -1/2, 1/4]) 3、时域卷积定理的验证 运行卷积定理的验证程序，输入h(n)， x(n)。 (1) 观察分析h(n)与x(n)的卷积输出y(n)。 (2) 分析比较幅度谱。 (3)令输入x(n)有一个时移，观察以及y(n)有无变化，并分析为什么。 提示：DTFT的时移特性。 实验报告中要求记录并分析以下几种情况的实验结果： (1) h(n)* x (n) (2) h(n)* x (n+1) 其中： h(n)=((n+1)+2((n)+2((n-2)+ ((n-3)，x(n)= R5(n) 序列的输入方式同前。 序列 序列的非零样点 非零样点的起始序号 x(n)=R5(n) [1,1,1,1,1] 0 h(n)=((n+1)+2((n)+2((n-