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《数字信号处理》实验报告册 ____/____年 第____学期 姓名：_____________ 学号：_____________ 班级：_____________ 指导教师：_____________ 计算机信息工程学院 通信工程系 2010年3月修订 目 录 实验1 卷积定理…………………………………………………………… 2 实验2 用FFT作谱分析…………………………………………………… 5 实验3 用窗函数法设计FIR数字滤波器………………………………… 7 实验4 IIR数字滤波器…………………………………………………… 9 附录 实验成绩登记表…………………………………………………… 11 实验一 卷积定理 一、实验目的 1. 学习用递推法求差分方程的方法 2. 学习用线性卷积法求网络输出的方法 二、实验原理 线性系统=线性差分方程=单位脉冲响应(=z域传递函数=系统函数) 1. 若已知差分方程及初始条件, 则可用递推法; 如设 及, 则可编程递推. 2. 若已知单位脉冲响应, 则可用卷积. 如知和, 则可用 三、实验用MATLAB函数 1. conv 功能: 计算离散卷积, 多项式相乘 调用: yn=conv(hn,xn) 例子: hn=[1,1,1,1]; xn=[1,1,1,1]; yn=conv(hn,xn); 结果: yn=[1 2 3 4 3 2 1] 2. stem 功能: 作序列图 调用: stem(xn) 例子: 在前面命令执行后, 可stem(yn); 3. impz 功能: 计算数字滤波器的单位脉冲响应 调用: [hn,n]=impz(B,A); 或 [hn,n]=impz(B,A,N); 其中: B为系统函数H(z)的分子与分母多项式系数向量; 例子: (系统函数( 则可 B=[1]; A=[1 -0.9]; impz(B,A,50); %指定计算50个点并自动作图. 注: 若无[hn,n], 则该命令自动作图. 四、实验内容 1. 已知系统的差分主程如下 (1) 输入信号初始条件, 试编程用递推法求以内输出, 并作图. (2) 输入信号初始条件, 试编程用递推法求以内输出, 并作图. 2. 已知系统的差分主程如下 用命令求单位脉冲响应, 并作图. 3. 已知单位脉冲响应, 输入信号为, 利用卷积命令求输出并作图. 五、实验小结和体会 实验二 用FFT作谱分析 一、实验目的 1、一步加深DFT算法原理和基本性质的理解(因为FFT只是DFT的一种快速算法， 所以FFT的运算结果必然满足DFT的基本性质)。 2、熟悉FFT算法原理和FFT子程序的应用。 3、学习用FFT对连续信号和时域离散信号进行谱分析的方法， 了解可能出现的分析误差及其原因， 以便在实际中正确应用FFT。 二、实验环境 软件平台：MATLAB7.0 三、实验内容与要求 用MATLAB的信号处理工具箱中函数FFT和IFFT用于快速傅里叶变换和逆变换，并观察仿真结果，从而加深对基本理论的理解。 2、给定序列为： 3、绘制及它的离散傅里叶变换图。 4、程序保存在work目录下。 四、实验预习和准备 参考相关书籍，能够熟练地安装和使用MATLAB6.0。 五、实验过程与结果 clear all N=100; n=0:N-1; xn=2*sin(0.48*pi*n)+cos(0.52*pi*n); XK=fft(xn,N); magXK=abs(XK); phaXK=angle(XK); subplot(1,2,1); plot(n,xn); xlabel(n);ylabel(x(n)); title(x(n) N=100); subplot(1,2,2); k=0:length(magXK)-1; stem(k,magXK,.); xlabel(k);ylabel(X(k)); title(X(k) N=100); 六、实验小结和体会 实验三 用窗函数法设计FIR数字滤波器 一、实验目的 1、掌握用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理和方法。 2、熟悉线性相位FIR数字滤波器特性。 3、了解各种窗函数对滤波特性的影响。 二、实验环境 软件平台：MATLAB7.0。 三、实验内容与要求 用窗函数法设计一个线性相位FIR低通滤波器。 性能指标： 通带截至频率，阻带介质频率，阻带衰减不小