数字信号处理上机实验及答案(第三版第十章).docVIP

上机实验 数字信号处?理是一门理?论和实际密?切结合的课?程，为深入掌握?课程内容，最好在学习?理论的同时?，做习题和上?机实验。上机实验不?仅可以帮助?读者深入的?理解和消化?基本理论，而且能锻炼?初学者的独?立解决问题?的能力。本章在第二?版的基础上?编写了六个?实验，前五个实验?属基础理论?实验，第六个属应?用综合实验?。 实验一 系统响应及?系统稳定性?。 实验二 时域采样与?频域采样。 实验三 用FFT对?信号作频谱?分析。 实验四 IIR数字?滤波器设计?及软件实现?。 实验五 FIR数字?滤波器设计?与软件实现? 实验六 应用实验——数字信号处?理在双音多?频拨号系统?中的应用 任课教师根?据教学进度?，安排学生上?机进行实验?。建议自学的?读者在学习?完第一章后?作实验一；在学习完第?三、四章后作实?验二和实验?三；实验四II?R数字滤波?器设计及软?件实现在。学习完第六?章进行；实验五在学?习完第七章?后进行。实验六综合?实验在学习?完第七章或?者再后些进?行；实验六为综?合实验，在学习完本?课程后再进?行。 10.1 　实验一: 系统响应及?系统稳定性? 1.实验目的 （1）掌握 求系统响应?的方法。 （2）掌握时域离?散系统的时?域特性。 （3）分析、观察及检验?系统的稳定?性。 2.实验原理与?方法 在时域中，描写系统特?性的方法是?差分方程和?单位脉冲响?应，在频域可以?用系统函数?描述系统特?性。已知输入信?号可以由差?分方程、单位脉冲响?应或系统函?数求出系统?对于该输入?信号的响应?，本实验仅在?时域求解。在计算机上?适合用递推?法求差分方?程的解，最简单的方?法是采用M?ATLAB?语言的工具?箱函数fi?lter函?数。也可以用M?ATLAB?语言的工具?箱函数co?nv函数计?算输入信号?和系统的单?位脉冲响应?的线性卷积?，求出系统的?响应。 系统的时域?特性指的是?系统的线性?时不变性质?、因果性和稳?定性。重点分析实?验系统的稳?定性，包括观察系?统的暂态响?应和稳定响?应。 系统的稳定?性是指对任?意有界的输?入信号，系统都能得?到有界的系?统响应。或者系统的?单位脉冲响?应满足绝对?可和的条件?。系统的稳定?性由其差分?方程的系数?决定。 实际中检查?系统是否稳?定，不可能检查?系统对所有?有界的输入?信号，输出是否都?是有界输出?，或者检查系?统的单位脉?冲响应满足?绝对可和的?条件。可行的方法?是在系统的?输入端加入?单位阶跃序?列，如果系统的?输出趋近一?个常数（包括零），就可以断定?系统是稳定?的[19]。系统的稳态?输出是指当?时，系统的输出?。如果系统稳?定，信号加入系?统后，系统输出的?开始一段称?为暂态效应?，随n的加大?，幅度趋于稳?定，达到稳态输?出。 注意在以下?实验中均假?设系统的初?始状态为零?。 3．实验内容及?步骤 （1）编制程序，包括产生输?入信号、单位脉冲响?应序列的子?程序，用filt?er函数或?conv函?数求解系统?输出响应的?主程序。程序中要有?绘制信号波?形的功能。 （2）给定一个低?通滤波器的?差分方程为? 输入信号 a) 分别求出系?统对和的响?应序列，并画出其波?形。 b) 求出系统的?单位冲响应?，画出其波形?。 （3）给定系统的?单位脉冲响?应为 用线性卷积?法分别求系?统h1(n)和h2(n)对的输出响?应，并画出波形?。 （4）给定一谐振?器的差分方?程为 令 ，谐振器的谐?振频率为0?.4rad。 a) 用实验方法?检查系统是?否稳定。输入信号为?时，画出系统输?出波形。 b) 给定输入信?号为 求出系统的?输出响应，并画出其波?形。 4．思考题 (1) 如果输入信?号为无限长?序列，系统的单位?脉冲响应是?有限长序列?，可否用线性?卷积法求系?统的响应? 如何求？ （2）如果信号经?过低通滤波?器，把信号的高?频分量滤掉?，时域信号会?有何变化，用前面 第一个实验?结果进行分?析说明。 5．实验报告要?求 （1）简述在时域?求系统响应?的方法。 （2）简述通过实?验判断系统?稳定性的方?法。分析上面第?三个实验的?稳定输出的?波形。 （3）对各实验所?得结果进行?简单分析和?解释。 （4）简要回答思?考题。 （5）打印程序清?单和要求的?各信号波形?。 10.1.2 实验程序清?单 %实验1：系统响应及?系统稳定性? close? all;clear? all %======内容1：调用f