数字信号处理实验讲义(电子10).docVIP

实验一 离散时间信号与系统 实验目的 1. 加深对常用离散信号的理解； 2. 熟悉连续信号经理想采样前后的频谱变化关系，理解时域采样定理。 3. 掌握序列傅里叶变换的计算机实现方法，熟悉时域离散系统的时域特性。 二、 实验原理 1 单位抽样序列 单位阶跃序列 3 正弦序列 4 复正弦序列 5 实指数序列 6.采样是连续信号数字处理的第一个关键环节。 对采样过程的研究不仅可以了解采样前后信号时域特性和频域特性发生的变化以及信号信息不丢失的条件，而且可以加深对傅立业变换、Z变换和序列傅立业变换之间关系式的理解。采样原理详见课本。 三、 实验内容 产生10点的单位抽样序列δ(n)； 以上序列右移3位的单位抽样序列δ(n-3)； 产生10点的任意序列： f(n)=8δ(n)+7δ(n-1)+6δ(n-2) +5δ(n-3)+ 4δ(n-4)+7δ(n-5)； 产生N＝32点的单位阶跃序列； 产生斜率为3，n0=4,点数为20点的斜坡序列g(n)=B(n-n0)； 产生幅度A=3，频率f＝100，初始相位＝1.2，点数为32的正弦序列； 产生幅度A=3，角频率ω＝314，点数为32点的复正弦序列； 产生幅度A=3，a＝0.7，点数为32点的实指数序列； 分析采用不同频率时，对函数的频谱影响。观测时间Tp=50微秒。 　　　　（a）：以，对其进行采样得到x1(n)。 　　　　（b）：以，对其进行采样得到x2(n) 　 （c）：以，对其进行采样得到x3(n) 四、 实验报告要求 （1）独立完成以上实验内容； （2）采用标准实验报告纸书写实验报告； （3）实验报告内容包括：实验名称、实验目的、实验原理、所采用函数的基本说明、实验内容、程序清单（附主要语句说明或注释）、实验图表（打印或手绘）、结果分析（实验中的主要结论及个人实验心得）。 实验二 卷积定理 实验目的 加深对线性卷积的理解和分析能力； 通过编程，上机调试程序，进一步增强使用计算机解决问题的能力； 掌握线性卷积与循环卷积软件实现的方法，并验证二者之间的关系。 二、实验原理 1. 线性卷积 线性时不变系统（Linear Time-Invariant System, or L. T. I系统）输入、输出间的关系为：当系统输入序列为，系统的单位脉冲响应为，输出序列为，则系统输出为： 或 线性时不变系统的输入、输出关系如图2.1所示。 ? → L. T. I —→ —→ —→ ? 图2.1 线性时不变系统的输入、输出关系 循环卷积 设两个有限长序列和，长度分别为N1和N2，N=max[N1，N2]， 如果 则 注：为序列的周期化序列；为的主值序列。 上机编程计算时，可表示如下： 实验内容及要求 ?已知两个有限长序列 实验前，预先笔算好这两个序列的线性卷积及下列几种情况的循环卷积 (1) x(n)③h(n) (2) x(n)⑥h(n) (3) x(n)⑧h(n) (4)x(n)⑩h(n) 编制程序计算。 编制程序，计算上述4种情况下两个序列与的循环卷积。 上机调试并记录实验结果。 将实验结果与预先笔算的结果比较，验证其正确性。 ?思考题 分析循环卷积与线性卷积的关系，何时线性卷积等于循环卷积？ 实验报告要求 （1）独立完成以上实验内容； （2）采用标准实验报告纸书写实验报告； （3）实验报告内容包括：实验名称、实验目的、实验原理、所采用函数的基本说明、实验内容、程序清单（附主要语句说明或注释）、实验图表（打印或手绘）、结果分析（实验中的主要结论及个人实验心得）。 实验三 数字滤波器的设计 一、实验目的 1. 了解IIR数字滤波器的特点； 2． 掌握IIR数字滤波器的设计方法； 3. 掌握脉冲响应不变法和双线性变换法设计数字滤波器的方法。 二、实验所采用的功能函数 巴特沃斯滤波器阶数选择函数 （1）[N,wc]=buttord(wp，ws，αp，αs) 作用： 计算巴特沃斯数字滤波器的阶数N和3dB截止频率wc, wc为数字频率，单位rad。 说明： 调用参数wp，ws分别为数字滤波器的通带、阻带截止频率的归一化值，要求：0≤wp≤1，0≤ws≤1。αp，αs分别为通带最大衰减和组带最小衰减（dB）。当ws≤wp时，为高通滤波器；当wp和ws为二元矢量时，为带通或带阻滤波器，这时wc也是二元向量。 （2）[N,Ωc]=buttord(Ωp，Ωs，αp，αs，‘s’) 作用： 计算巴特沃斯模拟滤波器的阶数N和3dB截止频率Ωc。 说