北邮数字信号处理软件实验Matlab精要.docx

数字信号处理软件实验 MATLAB仿真 2015年12月16日 实验一：数字信号的 FFT 分析 ? 实验目的 通过本次实验，应该掌握： (a) 用傅立叶变换进行信号分析时基本参数的选择。 (b) 经过离散时间傅立叶变换（DTFT）和有限长度离散傅立叶变换（DFT） 后信号频谱上的区别，前者 DTFT 时间域是离散信号，频率域还是连续的，而 DFT 在两个域中都是离散的。 (c) 离散傅立叶变换的基本原理、特性，以及经典的快速算法（基2时间抽选法），体会快速算法的效率。 (d) 获得一个高密度频谱和高分辨率频谱的概念和方法，建立频率分辨率和时间分辨率的概念，为将来进一步进行时频分析（例如小波）的学习和研究打下基础。 (e) 建立 DFT 从整体上可看成是由窄带相邻滤波器组成的滤波器组的概念，此概念的一个典型应用是数字音频压缩中的分析滤波器，例如 DVD AC3 和MPEG Audio。 ? 实验内容及要求 ? 离散信号的频谱分析 设信号 此信号的0.3pi 和 0.302pi两根谱线相距很近，谱线 0.45pi 的幅度很小，请选择合适的序列长度 N 和窗函数，用 DFT 分析其频谱，要求得到清楚的三根谱线。 ? DTMF 信号频谱分析 用计算机声卡采用一段通信系统中电话双音多频（DTMF）拨号数字 0～9的数据，采用快速傅立叶变换（FFT）分析这10个号码DTMF拨号时的频谱。 ? MATLAB代码及结果 ? 离散信号的频谱分析 clf; close all; N=1000; n=1:1:N; x=0.001*cos(0.45*n*pi)+sin(0.3*n*pi)-cos(0.302*n*pi-pi/4); y=fft(x,N); mag=abs(y); w=2*pi/N*[0:1:N-1]; stem(w/pi,mag); axis([0.25 0.5 0 2]); xlabel(频率); ylabel(X(k)); grid on; ? DTMF 信号频谱分析 clear; close all; column=[1209,1336,1477,1633]; line=[697,770,852,941] fs=10000; N=1024; ts=1/fs; n=0:N-1; f=0:fs/N:fs/N*(N-1); key=zeros(16,N); key(1,:)=cos(2*pi*column(1)*n*ts)+cos(2*pi*line(1)*n*ts); key(2,:)=cos(2*pi*column(2)*n*ts)+cos(2*pi*line(1)*n*ts); key(3,:)=cos(2*pi*column(3)*n*ts)+cos(2*pi*line(1)*n*ts); key(4,:)=cos(2*pi*column(1)*n*ts)+cos(2*pi*line(2)*n*ts); key(5,:)=cos(2*pi*column(2)*n*ts)+cos(2*pi*line(2)*n*ts); key(6,:)=cos(2*pi*column(3)*n*ts)+cos(2*pi*line(2)*n*ts); key(7,:)=cos(2*pi*column(1)*n*ts)+cos(2*pi*line(3)*n*ts); key(8,:)=cos(2*pi*column(2)*n*ts)+cos(2*pi*line(3)*n*ts); key(9,:)=cos(2*pi*column(3)*n*ts)+cos(2*pi*line(3)*n*ts); key(10,:)=cos(2*pi*column(2)*n*ts)+cos(2*pi*line(4)*n*ts); figure (1); for i=1:5 subplot(1,5,i) plot(f,abs(fft(key(i,:)))); grid; end figure (2); for i=1:5 subplot(1,5,i) plot(f,abs(fft(key(i+5,:)))); grid; end 0-9数字 ? 故障分析和解决方法 对于取样点数N难以确定。分别尝试了N=500、N=1000、N=1500、N=2000通过查阅资料后才选定了N=1000。在显示图像时难以确定比例，使用axis函数来控制波形的显示比例，从而确定了比例。 实验二：DTMF 信号的编码 ? 实验目的 (a)复习和巩固 IIR 数字滤波器的基本概念； (b)掌握 IIR 数字滤波器的设计方法； (c)掌握 IIR 数字滤波器的实现结