数字信号处理实验指导书剖析.doc

皖西学院 实 验 指 导 书 机电学院电子工程教研室 二零一二年三月修订 （第三版） 实验一:信号及系统的响应 一、实验目的 熟悉离散时间信号的时域特性。 利用卷积的方法观察分析系统的时域特性。 利用filter和freqz(b,a,w)分析系统的时域和频域响应。 熟悉DSP实验系统使用 实验原理和方法 利用卷积方法分析离散LTI系统时域特性 若已知LTI系统的单位脉冲响应h[k]，可求出系统对任意输入信号x[k]零状态响应y[k]。y[k]可表示为： 且y[k]的长度等于x[k]和h[k]的长度之和减1，起点等于x[k]和h[k]的起点之和，终点等于他们的终点之和。 离散LTI系统的时域和和频域分析 a.时域分析 离散系统通常可描述为如下的常系数差分方程： (1-1) 其中x[k]、y[k]分别表示系统的输入和输出。在已知差分方程N个初始状态y[k]， 和输入x[k]，就可以由迭代计算出系统的输出。 (1-2) b.频域分析 系统h[k]序列的DTFT的有理多项式可写成： (1-3) 另外可用幅度相位的形式给出： (1-4) 其中和分别为h[k]的相位和幅度响应。 三、实验内容及步骤 matlab可以用conv(x,h)来计算序列x[k]和h[k]的卷积，编制一个M函数y=conv1(x,kx,h,kh),其中x，h分别是输入序列，kx和kh为非零范围。并计算书上的例1-22和x[k]、h[k]的卷积。 ()用matlab信号处理工具箱提供的freqz函数计算DTFT的抽样值 x=freqz(b,a,w) b，a分别为式1－3分子和分母多项式。 iirbp(x,y)，文件名为iirbp。 function m=iirbp(x,y) b=[1 0 -1]; a=[1 -y*(1+x) x]; b=0.5*(1-x)*b; w=linspace(0,pi,512); h=freqz(b,a,w); c=(0:round(512*0.4))*pi/512; d=h(1:round(512*0.4)+1); w1=interp1(abs(d),c,0.707); %%interp1(x,y,c)为线性插值%% c1=(round(512*0.4)+1:511)*pi/512; %%求截频与带宽%% d1=h(round(512*0.4)+2:512); w2=interp1(abs(d1),c1,0.707); B=w2-w1; hold on plot(w,abs(h)) xlabel(频率) ylabel(幅度) set(gca,xtick,[0 0.2*pi 0.4*pi 0.6*pi 0.8*pi pi]); set(gca,xticklabel,0|0.2π|0.4π|0.6π|0.8π|π); disp(a=);disp(x); disp(截频为); disp(w1);disp(w2); disp(带宽为); disp(B) 再编制M文件iirrun调用该函数： b1=cos(0.4*pi); iirbp(0.1,b1); text(0.7*pi,0.7,a=0.1) iirbp(0.5,b1); text(0.68*pi,0.4,a=0.5) iirbp(0.9,b1); text(0.6*pi,0.15,a=0.9) 认真完成书上例1－23、例1－24、例1－25 CCS 入门实验 熟悉CCS 集成开发环境，掌握工程的生成方法， 熟悉SEED-DEC643 实验环境；掌握CCS 集成开发环境的调试方法。 五、实验报告书写要求 （1）简述实验目的及原理 （2）给出实验中的程序清单，及有关仿真波形，并对结果进行解释。 实验二：用DFT作谱分析 一、实验目的： 进一步加深DFT算法原理和基本性质的理解（因为FFT只是DFT的一种快速算法，所以FFT的运算结果必然满足DFT的基本性质） 熟悉FFT算法和FFT子程序的应用。 学习FFT对连续信号进行谱分析的方法，了解可能出现的误差及原 因。 掌握用DSP进行实际信号的谱分析 实验步骤及内容： 1、matlab实验 （1）有限长序列x[k]的离散傅立叶变换是离散时间傅立叶变换在[0 2π]上的等间隔采样。即 m=0,1，???,N-1 （2-1） a.令x[k]={2,3,3,2；k=0,1,2,3}求它的DTFT并用matlab画出它的幅度响应||，并用FFT计算它的DFT幅值||，将||和||画在同一张