測控13《测试信号分析与处理》实验指导书新.doc

《测试信号分析与处理》实验指导书 实验一 离散系统的时频域分析 实验目的 通过该实验熟悉?matlab软件的基本操作指令，掌握 matlab软件的使用方法，掌握离散系统的时频域分析的基本原理、方法以及matlab函数的调用。 实验设备 微型计算机1台； matlab软件1套 实验原理 Matlab 软件是由mathworks公司于1984年推出的一套科学计算软件，分为总包和若干个工具箱，其中包含用于信号分析与处理的sptool工具箱和用于滤波器设计的fdatool工具箱。它具有强大的矩阵计算和数据可视化能力，是广泛应用于 信号分析与处理中的功能强大且使用简单方便的成熟软件。Matlab软件中已有大量的关于数字信号处理的运算函数可供调用，本实验主要是针对离散系统的时频域分析的的matlab函数的熟悉和应用。 （备注：可上网查询sptool、fdatool工具箱的使用方法，如下网址是使用sptool的ppt介绍。 /link?url=G9lkzhNeDxCOjJ6in61zJFm6fVPRpMiJUXA0WjiYbQrxRDFymy227UtT_4QXQtI6qalbqMPHuWQDKcVHb7xFx9lUnQqDNXokBW19plJTpDe） 相关MATLAB函数 数字信号的表示 (1)已知数字信号采样值的数字信号的表示 x = [0.2 0.4 –0.3 0.5 0.9 1.2 –0.4]; (2)已知数字信号函数表达式的数字信号的表示 t = tmin:1/fs:tmax; x = sin(2*t)-1; 其中?tmin?-起始时间,?tmax-结束时间, fs-采样频率? (3)常用数字函数 单位脉冲函数 delta = imp_fun(n,n0)%n为采样点数，n0为延迟采样周期数 阶跃函数 u = step_fun(n,n0) exp?函数 x = 2*exp(-0.5*n);% sin?and?cos?函数 x = 3*sin(pi/8*n) x = -cos(5*pi/7*n-pi/3) 2.求数字卷积 y = conv(x,h)%x为数字信号，h为滤波器的脉冲响应 或 y = conv(h,x) 3.滤波：filter()函数　　y=filter(b,a,x) 由向量b和a组成的系统对输入x进行滤波　　4. 求解单位脉冲响应：impz()函数　　（1）h=impz(b,a)　　 计算单位脉冲响应的序列值，取样点个数由MATLAB自动选取　　（2）h=impz(b,a,n)　　计算指定范围内（0: n-1）的单位脉冲响应的序列值　　（3）impz(b,a)　　绘制单位脉冲响应的时域波形　　5. 求解频率响应：freqz()函数　　（1）[h,w]=freqz(b,a,n)　　可得到n点频率响应，这n个点均匀地分布在上半单位圆（即 ），并将这n点频率记录在w中，相应的频率响应记录在h中。n最好能取2的幂次方，如果缺省，则n=512。　　（2）[h,w]=freqz(b,a,n,whole)　　均匀选取n个点计算频率响应。　　（3）[h,w]=freqz(b,a,n,Fs)　　Fs为采样频率（以Hz为单位），在0～Fs/2频率范围内选取n个频率点，计算相应的频率响应。　　（4）[h,w]=freqz(b,a,n,whole,Fs)　　 在0～Fs之间均匀选取n个点计算频率响应。　　（5）freqz(b,a)　　可以直接得到系统的幅频和相频特性曲线。其中幅频特性以分贝的形式给出，频率特性曲线的横轴采用的是归一化频率，即Fs/2=1。　　6. 系统函数的零极点图的绘制：zplane(b,a) (1)求取非周期数字信号的频谱 dtft函数 [mag,phase,w] = dtft(x);%x为数字时域信号x，mag为x的幅度频谱，phase为x的相位频谱，w为数字频率 函数?dtft4?和函数?dtft的功能和格式相同,只是其计算幅度频谱和相位频谱时是以π/4为间隔. 数字信号频谱图绘制 plotdtft(mag,phase,w,option)——option1、2 plotdtft(mag,phase,w,option,fs)——option3、4 (2)求取周期数值信号频谱dfs函数 [mag,phase,k]=dfs(x,period)/x为数字周期信号，period为x的周期 绘制频谱图 plotdfs(mag,phase,k,option)-option1、2 或 plotdfs(mag,phase,k,option,fs)-