数字信号处理实验报告lap~.docVIP

实验报告 姓名： 学号：1101200227 班级：信息1002 学校：华北电力大学 科目：数字信号处理 实验二时域抽样与频域抽样 一、实验目的 加深理解连续时间信号的离散化过程中的数学概念和物理概念，掌握时域抽样定理的基本内容。掌握由抽样序列重建原连续信号的基本原理与实现方法，理解其工程概念。加深理解频谱离散化过程中的数学概念和物理概念，掌握频域抽样定理的基本内容。 二、 实验原理 时域抽样定理给出了连续信号抽样过程中信号不失真的约束条件：对于基带信号，信号抽样频率fsam大于等于2倍的信号最高频率fm，即 fsam ? 2fm。 时域抽样是把连续信号x(t)变成适于数字系统处理的离散信号x[k] ；信号重建是将离散信号x[k]转换为连续时间信号x(t)。 1. 信号的时域抽样 若x[k]=x(kT)|t=kT，则信号x(t)与x[k]的频谱之间存在： 其中：x(t)的频谱为X(jw)，x[k]的频谱为X(ejW) 可见，信号时域抽样导致信号频谱的周期化。 2. 信号的频域抽样 非周期离散序列x[k]的频谱X(ejW)是以2p为周期的连续函数。频域抽样是将X(ejW)离散化以便于数值计算。 频域抽样与时域抽样形成对偶关系。在[0,2p]内对X(ejW) 进行N点均匀抽样，引起时域序列x[k]以N点为周期进行周期延拓。 频域抽样定理给出了频域抽样过程中时域不发生混叠的约束条件：若序列x[k]的长度L，则应有N?L。 三、 实验内容 1.利用MATLAB实现对信号 的抽样。 t0 = 0:0.001:0.1; x0 =cos(2*pi*20*t0); plot(t0,x0,r) hold on %信号最高频率fm为20 Hz, %按100 Hz抽样得到序列。 Fs = 100; t=0:1/Fs:0.1; x=cos(2*pi*20*t); stem(t,x); hold off title(连续信号及其抽样信号) 2.已知序列 对其频谱X(ejW)进行抽样， 分别取N=2，3，10，观察频域抽样造成的混叠现象。 x=[1,1,1]; P=256; omega=[0:P-1]*2*pi/P; X0=1+exp(-j*omega)+exp(-2*j*omega); N=input(Type in N= ); omegam=[0:N-1]*2*pi/N; Xm=1+exp(-j*omegam)+exp(-2*j*omegam); subplot(2,1,1); plot(omega./pi,abs(X0)); xlabel(Omega/PI); hold on stem(omegam./pi,abs(Xm),r,o); hold off x1=[zeros(1,2*N) x zeros(1,2*N)]; x2=[zeros(1,N) x zeros(1,3*N)]; x3=[x zeros(1,4*N)]; x4=[zeros(1,3*N) x zeros(1,N)]; x5=[zeros(1,4*N) x]; xx=x1+x2+x3+x4+x5; k=-2*N:2*N+length(x)-1; subplot(2,1,2); stem(k,x1); hold on subplot(2,1,2); stem(k,xx,r,*); hold off 当n=2时 当n=3时 当n=10时 四、实验思考题 1. 将语音信号转换为数字信号时，抽样频率一般应是多少？、 64khz 2. 在时域抽样过程中，会出现哪些误差？如何克服或改善？ 抽样方法本身所引起的误差。噪声误差。尽量加大采样频率，减小噪声的影响。 3. 在实际应用中，为何一般选取抽样频率fsam ?(3~5)fm？ 4. 简述带通信号抽样和欠抽样的原理？ 5. 如何选取被分析的连续信号的长度? 6. 增加抽样序列x[k]的长度，能否改善重建信号的质量？ 7. 简述构造内插函数的基本原则和方法？ 8. 抽样内插函数、阶梯内插函数、线性内插函数、 升余弦内插函数各有什么特性？  实验报告 姓名： 学号：1101200227 班级：信息1002 学校：华北电力大学 科目：数字信号处理 实验三 一、实验目的 分析常用窗函数的时域和频域特性，灵活运用窗函数分析信号频谱和设计FIR数字滤波器。 二、 实验原理 在确定信号谱分析、随机信号功率谱估计以及FIR数字滤波器设计中，窗函数的选择起着重要的作用。在信号