数字信号处理实验一离散卷积的C语言编程详解.ppt

实验一 离散卷积的C语言编程实验 DSP实验室 2005 实验性质 综合设计性实验 实验目的 1 了解和认识常用的各种信号； 2 掌握卷积的定义和计算方法； 3 掌握在计算机中生成以及绘制信号序列图的方法。 实验原理 离散时间系统中几种常用信号序列： （1）单位冲激序列 实验原理 （2）单位阶跃序列 实验原理 （3）矩形序列（门序列）RN(n) 实验原理 （4）指数序列 实指数序列 复指数序列 实验原理 （5）正弦序列 实验原理 离散卷积运算，也称之为卷积和运算，是求解离散时间系统输出响应的一种重要和有效的方法。 定义为： 实验内容 1、用C语言编程产生以下时间序列信号: ① ｘ1（n）=n u（n） 0≤n≤31 ② ｘ2（n）=an u（n） 0≤n≤31, 0＜a＜1 ③ ｘ3（n）= RN（n） 0≤n≤31 ④ 产生自己欲实现的一个任意序列 （参考《数字信号处理实验教程》69页序列xa(n)=Ae-anTsin(w0nT)u(n), 0≤n≤31 ）。 实验内容 2、 用C语言编程实现 ① y1（n）=ｘ1（n）＊ｘ3（n） ② y2（n）=ｘ2（n）＊ｘ3（n） 并在显示器上观察到ｘ1（n）、ｘ3（n）和y1（n）、y2(n)四个相应序列。 实验内容 3、 用C语言编程实现任意离散序列与门序列RN（n）的线性卷积。 设门序列是一个系统的单位采样响应，求系统的输出，其长度在256点以内。 实验内容 ＊4 、要求用菜单操作实现序列输入、显示输出，用数组和序列两种显示形式。 扩展实验 1.在生成信号ｘ2（n）=an u（n） 0≤n≤31, 0＜a＜1时，参数a取不同数值，绘制ｘ2（n）序列图，观察并分析信号波形。 扩展实验 1 的傅里叶变换为 编程绘制实现幅频特性曲线（ ）。 扩展实验 2.分析采样序列的特性。 a．取采样频率=1kHz ，即T=1ms 。观察所得采样 的幅频特性 。应当注意，实验中所得频谱是用序列 的傅氏变换公式求得的，所以在频率度量上存在关系： 为数字频率， 为模拟频率。 b．改变采样频率， =300Hz ，观察 的变化，并做记录（打印曲线）；进一步降低采样频率， =200Hz ，观察频谱混叠是否明显存在，说明原因，并记录（打印）这时的曲线。 实验结果 实验要求 1 实验前，自己编制C语言程序。 2 实验中，自己调试程序，并保存信号波形，分析屏幕绘制的各种信号是否正确，同时准备验收时回答老师提出的各方面相关问题。 3 实验后，撰写实验报告和心得体会。 4 参考《数字信号处理实验教程》第四章（基础理论实验）。 实验程序 #include stdio.h #include stdlib.h #include math.h #include msp.h void mcmpdft(complex x[],complex y[],int n,int isign) { /*---------------------------------------------------------------------- Routinue mcmpdft: Directly to Compute the DFT/IDFT of Complex Data x(n) By DFT definition; in chapter 3. If ISIGN=-1: For Forward Transform; ISIGN=1 : For Inverse Transform. in chapter 3 ----------------------------------------------------------------------*/ complex t,ts,z; float pi2; int m,k; pi2=8.*atan(1.); t.real=0.;t.imag=isign*pi2/n; ts.real=0.0; * * a=0.5 for(m=0;mn;m++) {y[m]=x[0]; for(k=1;kn;k++) {ts.imag=t.imag*k