数字信号处理及DSP芯片实验指导书..doc

实验指导书 课程名称：数字信号处理面向专业：通信工程、电子信息工程 教师姓名：电子科技大学中山学院 200年月信号与系统的傅立叶分析用DFT（FFT）对时域离散信号进行频谱分析用DFT（FFT）对连续信号进行频谱分析IIR数字滤波器设计IR数字滤波器设计第一篇：数字信号处理部分 实验：信号与系统的傅立叶分析 学时安排：2学时 实验类别：验证性 实验要求：必做 ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ 一、教学目的和任务 用傅立叶变换对信号和系统进行频域分析 二、实验原理介绍 对信号进行频域分析就是对信号进行傅立叶变换。对系统进行频域分析即对它的单位脉冲响应进行傅立叶变换，得到系统的传输函数也可以由差分方程经过傅立叶变换直接求它的传输函数传输函数代表的就是系统的频率响应特性。但传输函数是w的连续函数，计算机只能计算出有限个离散频率点的传输函数值，因此得到传输函数以后，应该在之间取许多点，计算这些点的传输函数的值，并取它们的包络，该包络才是需要的频率特性。当然，点数取得多一些，该包络才能接近真正的频率特性。 注意：非周期信号的频率特性是w的连续函数，而周期信号的频率特性是离散谱，它们的计算公式不一样，响应的波形也不样。 三、实验仪器及设备 计算机 四、实验内容和步骤 1．已知系统用下面差分方程描述： 试在和两种情况下用傅立叶变换分析系统的频率特性。要求写出系统的传输函数，并打印曲线。 2．已知两系统分别用下面差分方程描述： 试分别写出它们的传输函数，并分别打印曲线。 已知信号，试分析它的频域特性，要求打印曲 线。 假设，将以2为周期进行延拓，得到，试分析它 的频率特性，并画出它的幅频特性。 下面对实验用的MATLAB函数进行介绍。 1．abs 功能：求绝对值（复数的模）。 y=abs(x)：计算实数x的绝对值。当x为复数时得到x的模（幅度值）。 当x为向量时，计算其每个元素的模，返回模向量y。 2．angle 功能：求相角。 Ph=angle(x)：计算复向量x的相角（rad）。Ph值介于-和+之间。 3．freqz： 计算数字滤波器H(z)的频率响应。 H=freqz(B,A,w)：计算由向量w指定的数字频率点上数字器H(z)的频率响应，结果存于H向量中。向量B和A分别为数字滤波器系统函数H(z)的分子和分母多项式系数。 [H，w]=freqz(B,A,M,’whole’)：计算出M个频率点上的频率响应，存放在H向量中，M个频率点存放在向量w中。freqz函数自动将这M个频点均匀设置在频率范围[0，2]上。缺省whole时，M个频点均匀设置在频率范围[0，]上。 调用参数B和A与系统函数的关系由下式给出： 缺省W和M时，freqz自动选取512个频率点计算。不带输出向量的freqz函数将自动绘出幅频和相频曲线。其他几种调用格式可用命令help查阅。 freqz函数用于计算模拟滤波器的频率响应函数，详细功能及调用格式用help命令查看。 例如：八阶梳状滤波器系统函数为 用下面的简单程序绘出H(z)的幅频与相频特性曲线如图1所示。 % example for freqz B=[1 0 0 0 0 0 0 0 -1]; A=1;freqz(B,A) 图1 八阶梳状滤波器幅度和相位曲线五、注意事项和要求 实验报告要求： (1)严格按照学院的《学生实验报告》格式和内容要求书写；(2)简述实验原理及目的；对各实验内容进行理论分析和推导；分析各实验内容，并和理论分析推导结果进行对比。 (3)对于每一项实验内容要求有matlab仿真结果图及整理好经过运行并证明是正确的程序并且加上关键的注释； (4)回答思考题； (5) 总结实验所得主要结论。 六、作业及预习要求 思考题：(1)对各实验内容进行理论分析和推导。 (2)分析各实验内容，并和理论分析推导结果进行对比。用DFT（FFT）对时域离散信号进行频谱分析七、参考书目 《数字信号处理》（第二版），丁玉美、高西全，西安电子科技大学出版社，2001年 《MATLAB在数字信号处理中的应用》，薛年喜，清华大学出版社，2003年第一篇：数字信号处理部分 实验： 学时安排：2学时 实验类别：验证性 实验要求： ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣