数字信号处理实验讲义全.docVIP

WORD完美整理版 PAGE 范文范例 参考指导 实验一 离散信号与系统 S1 信号、系统及系统响应 1、实验目的 （1）掌握几种基本典型数字信号在Matlab中的实现。 （2）掌握序列的基本操作。 （3）熟悉时域离散系统的基本特征。 （4）利用卷积求线性时不变系统的输出序列。 2、实验器材 PC机；MATLAB语言环境 3、实验原理 在数字信号处理中，所有的信号都是离散（时间）信号，数字信号是通过对模拟信号进行取样得到的。图1-1是模拟信号数字化处理的简化框图。模拟信号先转换成数字信号，经过一定的处理之后，再还原成模拟信号输出。 图1-1 对模拟信号x(t)进行采样得到的信号为，其中： ； 令：； 采样定理——采样与重构 （1）对连续信号进行等间隔采用形成采样信号，采样信号的频谱是原连续信号的频谱以采样频率为周期进行周期延拓形成的，满足公式(1-1)： (1-1) （2）设连续信号为带限信号，其最高截止频率为，如果采样角频率，那么让采样信号通过一个增益为T，截止频率为的理想低通滤波器，可以唯一的恢复出连续信号，否则将发生频谱混叠，导致信号失真。 在线性时不变系统中，若系统的输入为x(n)，系统的单位脉冲响应为h(n),则系统的输出为：；其对应的频域特性为：。 为了在数字计算机上观察分析各种序列的频域特性，通常对在上进行M点采样来观察分析。对长度为N的有限长序列x(n),有： ，其中 ，k=0,1,…,M-1 通常M应取大一些，以便观察谱的细节变化。为幅频特性函数。 4、实验内容与步骤 （1）、认真复习时域离散信号与系统的基本理论，包括几种典型的基本信号、采样定理、线性卷积、序列的傅立叶变换及其性质； （2）、离散时间信号的表示 licheng01.m n=-2:6; x=[1,0.5,1,2.5,3,2,0.8,2,3]; stem(n,x); 运行结果图如图1-1 图1-1 若要表示具有特定采样频率的信号，需定义时间轴向量。 例如： 当f1=50Hz，f2=120Hz，fs=1000Hz对信号进行采样，得： 用matlab仿真结果图形见图1-2，其实现程序如下： f1=50;f2=120;fs=1000; t=0:1/fs:1; n=t*fs; x=sin(2*pi*f1*t)+2*sin(2*pi*f2*t); subplot(2,1,1);plot(t(1:50),x(1:50)); subplot(2,1,2);stem(t(1:50),x(1:50)) 图1-2 单位脉冲序列delta.m function y=delta(n1,n0,n2) %绘制信号 if((n0n1)|(n0n2)) error(argument must satisfy n1n0n2) end n=[n1:n2]; y=[(n-n0)==0] stem(n,y) 在matlab中调用该子程序，输入delta(0,2,5),得到x(n)=δ(n-2)的图形1-3： 图1-3 单位阶跃序列stepseq.m function [x,n]=stepseq(n1,n0,n2) %绘制 if((n0n1)|(n0n2)|(n1n2)) error(arguments must satisfy n1=n0=n2) end n=[n1:n2]; x=[(n-n0)=0]; stem(n,x) 调用该子程序，输入stepseq(0,2,5),x(n)=u(n-2)的图形1-4： 图1-4 实现的时域及频域图形,可由如下命令实现,所得时域图形如图1-5以及频域图形1-6。 是绝对可和的，所以其傅立叶变换存在： 其matlab 实现程序如下： n=[0:1:10]; h=(0.5.^n).*stepseq(0,1,10); %产生信号 stem(n,h) %在图形窗口中绘制信号 w=[0:1:500]*2*pi/500; H=0.5./(exp(j*w)-0.5*ones(1,501)); %信号的傅立叶变换表达式 magH=abs(H);angH=angle(H); %计算信号的幅频特性和相频特性 subplot(1,2,1)