2013(必威体育精装版)数字信号处理课程设计指导书摘要.doc

数字信号处理 课程设计 指导书 南通大学 电子信息学院 信息工程系 2013年11月 一、课程设计要求 1．熟练掌握Matlab语言的编程方法； 2．熟悉用于一维数字信号处理的Matlab主要函数的应用； 3．记录实验结果（包括波形和数据），撰写课程设计报告。 二、课程设计内容： 序列的产生 编写程序产生以下序列: x1(n)=(0.8)nu(n)、x3(n)=δ(n-4), x3(n)= R4(n),并画出波形； 参考程序： n= -50:50; %生成时间向量n x1=(n=0); %产生阶跃序列 %阶跃序列也可以用赋值的方法产生：x1=[zeros(1,50),ones(1,51)] x21=(0.8).^n; x2=x21.*x1; subplot(3,1,1);stem(n,x1,.) subplot(3,1,2);stem(n,x2,.) 注意点乘和乘的区别。 求序列的傅里叶变换（DTFT） (1) 编写序列傅里叶变换的函数 设x(n)是有限长的因果序列，编写求x(n)傅立叶变换的函数:function [X]=dtft(x,n,w),其中X代表，x代表x(n),w代表ω,n代表离散时间。 参考函数： function [X]=dtft(x, n, w) X=x*exp(-j* n *w); %通过行向量和列向量的矩阵乘，实现求和 将以上定义的函数存成名为dtft.m的文件，以备（2）中调用。 （2）利用傅里叶变换求序列的频谱 编写程序，在程序中调用（1）编写的dtft函数，求序列x(n)=u(n+2)-u(n-2)的幅度频谱和相位频谱。 说明：求幅度频谱和相位频谱，即求dtft复数值的幅值和辐角，可分别调用matlab函数库中函数abs和angle。 参考程序： n= -100:100; x=(n=-2)(n2); %或者x=[zeros(1,98),1,1,1,1,zeros(1,99)]; w=-2*pi : 0.01 : 2*pi; X=dtft(x,n,w); plot(w,abs(X))；%求幅度频谱 以及的频谱，与x(n)频谱比较，验证傅里叶变换的频移性质和时移性质。 3．运用离散傅里叶变换(DFT)分析有限长序列的离散频谱 （1）对矩形窗序列x1(n)=R8(n)进行频谱分析，截取长度N=64,记录幅度频谱和相位频谱； 提示：运用matlab函数库中的fft函数计算序列的DFT，示例：y=fft(x,N)表示求x序列N点的DFT。 注意：由于需要绘出离散谱线，所以建议运用stem函数画图。 参考程序： N=64; n=0:N-1; x=(n=0)(n8); X=fft(x,N); stem(n,abs(X),.) %注意了解该句中.的含义 2）选取截取长度N为周期序列周期的整数倍,对以下周期序列进行频谱分析：，请画出x2(n)的幅度频谱特性，记下最大峰点的高度和位置；改变N值（仍为周期的整数倍），观测峰点位置及高度的变化，并与理论结果相比较。 （3）将截取长度N改为周期的非整数倍，再次分析x2(n)幅频特性，与（2）的结果作比较，说明有何区别。 （4）观测截取长度N=250时、在分别对x2(n)加矩形窗和加海明窗两种情况下x2(n)的幅度频谱，记录幅度频谱的大致形状，并分析两种情况下频谱泄漏（单根谱线宽度加大）的程度。 提示：调用matlab函数hamming（如x=hamming(N)的形式），可以生成元素个数为N的海明窗列向量x。 4．抽样定理的验证 （1）生成连续信号，时间t取值区间为-5ms到5ms，画出该连续信号的波形； 提示：当时间点之间的间隔取很小数值时，所生成的离散信号可以用来近似表示连续信号。 （2）选择取样频率分别为20KHz、5KHz、1KHz对xa(t)进行取样，得到离散信号x1(n)、x2(n)、 x3(n)，画出各离散信号的波形以及对应的幅度频谱， 离散时间的取值区间为-500到500，角频率的取值区间为到； 提示：生成离散信号的方法是：，其中取样周期Ts=1/Fs,Fs为取样频率。 （3）比较（2）中不同取样频率下离散信号的频谱，你得出什么结论？ 参考程序： dt=0.0005; t=-0.005:dt:0.005; xa=exp(-1000*abs(t)); figure(1)?; plot(t,xa); n=-500:500; w=-3*pi:0.001:3*pi; Ts=1/20000; %取样的频率为20KHz x1=exp(-1000*abs(n*Ts)); X1=dtft(x1,n,w); figure(2); subplot(3,1,1)；%