数字信号处理实验课内容.doc

数字信号处理实验课内容 一、实验要求 1、每个实验完成一份实验报告； 2、实验报告内容包括：实验目的、实验原理、实验过程、实验结果及分析、实验体会； 3、报告中要求：格式统一、图表清晰，如果有公式一定要用公式编辑器编写； 4、实验报告不能雷同 附：封面格式 数字信号处理实验报告 实验一：频谱分析与采样定理 班 级： 姓 名： 学 号： 二、实验内容 实验一 频谱分析与采样定理 一、实验目的 观察模拟信号经理想采样后的频谱变化关系。 验证采样定理，观察欠采样时产生的频谱混叠现象 加深对DFT算法原理和基本性质的理解 熟悉FFT算法原理和FFT的应用 二、实验原理 根据采样定理，对给定信号确定采样频率，观察信号的频谱 三、实验内容和步骤 实验内容 在给定信号为： 1．x(t)=cos(100*π*at) 2．x(t)=exp(-at) 3．x(t)=exp(-at)cos(100*π*at) 其中a为实验者的学号，记录上述各信号的频谱，表明采样条件，分析比较上述信号频谱的区别。 实验步骤 1．复习采样理论、DFT的定义、性质和用DFT作谱分析的有关内容。 2．复习FFT算法原理和基本思想。 3．确定实验给定信号的采样频率，编制对采样后信号进行频谱分析的程序 四、实验设备 计算机、Matlab软件 五、实验报告要求 1.整理好经过运行并证明是正确的程序，并且加上详细的注释。 2.对比不同采样频率下的频谱，作出分析报告。 实验二 卷积定理 一、实验目的 通过本实验，验证卷积定理，掌握利用DFT和FFT计算线性卷积的方法。 二、 实验原理 时域圆周卷积在频域上相当于两序列DFT的相乘，因而可以采用FFT的算法来计算圆周卷积，当满足时，线性卷积等于圆周卷积，因此可利用FFT计算线性卷积。 三、实验内容和步骤 给定离散信号和，用图解法求出两者的线性卷积和圆周卷积； 编写程序计算线性卷积和圆周卷积； 比较不同列长时的圆周卷积与线性卷积的结果，分析原因。 四、实验设备 计算机、Matlab软件 五、实验报告要求 整理好经过运行并证明是正确的程序，并且加上详细的注释。 给出笔算和机算结果对照表，比较不同列长时的圆周卷积与线性卷积的结果对照，作出原因分析报告。 结出用DFT计算线性卷积的方法。 实验三 IIR滤波器设计实验 一、实验目的 1.学习模拟－数字变换滤波器的设计方法 2.掌握双线性变换滤波器的设计方法 3.掌握实现数字滤波的具体方法。 二、实验要求 1. 用双线性变换法设计一个巴特沃斯低通IIR数字滤波器。设计指标参数为：在通带内频率低于0.2π时，最大衰减小于1dB；在阻带内[0.3π, π]频率区间上，最小衰减大于15dB. 2.0.02π为采样间隔，打印出数字滤波器在频率区间[0, π/2]上的频率响应特性曲线。 3. 用所设计的滤波器对实际心电图信号采样序列进行仿真滤波处理，观察总结滤波作用与效果 附：心电图采样序列x(n) 人体心电图信号在测量过程中往往受到工业高频干扰，所以必须经过低通滤波处理后，才能作为判断心脏功能的有用信息。下面给出一实际心电图信号采样序列样本x(n),其中存在高频干扰。在实验中以x(n)作为输入序列，滤除其中的干扰成分。 {x(n)}={-4,-2,0,-4,-6,-4,-2,-4,-6,-6,-4,-4,-6,-6,-2,6,12,8,0,-16,-38,-60,-84,-90,-66,-32,-4,-2,-4,8,12,12,10,6,6,6,4,0,0,0,0,0,-2,-4,0,0,0,-2,-2,0,0,-2,-2,-2,-2,0} 三、实验设备 计算机、Matlab软件 四、实验报告要求 1.给出详细的滤波器设计说明书； 2.整理好经过运行并证明是正确的程序并且加上详细注释； 3.用所设计的滤波器对心电信号进行滤波，打印滤波后的波形； 实验四 FIR滤波器设计实验 一、实验目的 1.熟悉滤波器的计算机仿真方法 2.掌握用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理和方法。 3.解各种窗函数对滤波特性的影响 二、实验要求 1.设计一线性相位FIR低通滤波器滤波器，给定抽样频率为Ωs=3π×104(rad/s),通带截止频率为Ωp=3π×103(rad/s),阻带起始频率为Ωst=6π×103(rad/s),阻带衰减比小于50dB。 2.选择不同的窗函数设计该滤波器，观察其频率响应函数有什么变化 三、实验设备 计