数字信号处理知识总结文章教学材料

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1、1. 傅里叶变换有限长序列 可看成周期序列 的一个周期;把 看成 的以N为周期的周期延拓。有限长序列的离散傅里叶变换(DFT): 长度为N的有限长序列 x(n) ,其离散傅里叶变换 X(k) 仍是一个长度为N 的有限长序列; x(n)与X(k)是一个有限长序列离散傅里叶变换对,已知x(n) 就能唯一地确定 X(k);同样已知X(k)也就唯一地确定x(n)。实际上x(n)与 X(k) 都是长度为 N 的序列(复序列)都有N个独立值,因而具有等量的信息; 有限长序列隐含着周期性。2. 循环卷积(有可能会让画出卷积过程或结果)循环卷积过程为:最后结果为:3. (见课本)课本3、线性卷积(有可能会让画

2、出卷积过程或结果)以下为PPT上的相关题目:4. 计算分段卷积: 重叠相加法和重叠保留法(一定会考一种)重叠相加法解题基本步骤:将长序列均匀分段,每段长度为M;基于DFT快速卷积法,通过循环卷积求每一段的线性卷积;依次将相邻两段的卷积的N-1个重叠点相加,得到最终的卷积结果。4.级联、并联、直接形(画图)以下为课后作业相关题目:1. 已知系统用下面差分方程描述:试分别画出系统的直接型、 级联型和并联型结构。 式中x(n)和y(n)分别表示系统的输入和输出信号。 解: 将原式移项得将上式进行Z变换, 得到 (1) 按照系统函数H(z), 根据Masson公式, 画出直接型结构如题1解图(一)所示

3、。(2) 将H(z)的分母进行因式分解: 按照上式可以有两种级联型结构:画出级联型结构如题1解图(二)(a)所示画出级联型结构如题1解图(二)(b)所示(3) 将H(z)进行部分分式展开: 根据上式画出并联型结构如题1解图(三)所示。3. 设系统的差分方程为y(n)=(a+b)y(n1)aby(n2)+x(n2)+(a+b)x(n1)+ab式中, |a|1, |b|1, x(n)和y(n)分别表示系统的输入和输出信号, 试画出系统的直接型和级联型结构。解: (1)直接型结构。 将差分方程进行Z变换, 得到 Y(z)=(a+b)Y(z)z1abY(z)z2+X(z)z2(a+b)X(z)z1+a

4、b按照Masson公式画出直接型结构如题3解图(一)所示。 (2) 级联型结构。 将H(z)的分子和分母进行因式分解, 得到按照上式可以有两种级联型结构: 画出级联型结构如题3解图(二)(a)所示画出级联型结构如题3解图(二)(b)所示四设计模拟滤波器(考试时不能编代码)一般步骤:根据Ap 、As 、s、p,确定滤波器阶次N和截止频率c。 P161 【例6.2.2】设计一个模拟低通巴特沃斯滤波器,指标如下: (1) 通带截止频率:p=0.2;通带最大衰减:Ap=7 dB。 (2) 阻带截止频率:s=0.3;阻带最小衰减:As=16dB。解:由p,得:由s,得:在上面两个c之间选c=0.5。最后

5、可得(级联型) :五、脉冲响应不变法(P177 第6.3节)156-158页脉冲响应不变法的优点:l 时域逼近。使数字滤波器的单位脉冲响应完全模仿模拟滤波器的单位冲激响应,即时域逼近良好。l 线性频率关系。模拟频率和数字频率之间呈线性关系=T。脉冲响应不变法的缺点:l 混叠失真效应因此,只适用于限带的模拟滤波器(例如衰减特性很好的低通或带通滤波器),而且高频衰减越快,混叠效应越小;而对于高通和带阻滤波器,由于它们在高频部分不衰减,因此会产生混叠现象。六、双线性变换法七,与实验相关本题中老师会给出类似于下列表达式的信号:要求用脉冲相应不变法或双线性法编写主要的代码(如下面代码)来达到滤除其中的部

6、分信号,并画出你所设计的滤波器的频响曲线,并标明s、p,以及滤波后信号的时域波形(波形中要体现相位特征)。1) 脉冲响应不变法滤除第三个信号:Fs=256; % 采样频率fp=60; % 通带截止频率fs=70; % 阻带截止频率Rp=1; Rs=25;Wp=(fp/Fs)*2*pi; %临界频率采用角频率表示Ws=(fs/Fs)*2*pi; %临界频率采用角频率表示OmegaP=Wp*Fs;OmegaS=Ws*Fs;n,Wc=buttord(OmegaP,OmegaS,Rp,Rs,s); b,a=butter(n,Wc,s);Bz,Az=impinvar(b,a,Fs); 2) 双线性法滤除

7、第三个信号:Fs=256; % 采样频率fp=60; % 通带截止频率fs=70; % 阻带截止频率Rp=1; Rs=25;Wp=(fp/Fs)*2*pi; % 临界频率采用角频率表示Ws=(fs/Fs)*2*pi; % 临界频率采用角频率表示OmegaP=2*Fs*tan(Wp/2); % 频率预畸OmegaS=2*Fs*tan(Ws/2);n,Wc=buttord(OmegaP,OmegaS,Rp,Rs,s); b,a=butter(n,Wc,s);Bz,Az=bilinear(b,a,Fs);注:要好好看实验中关于低通,高通,带通,带阻的设计代码。带通:fp1=40; % 通带截止频率f

8、s1=30; % 阻带截止频率fp2=60; % 通带截止频率fs2=70; % 阻带截止频率Rp=1; Rs=25;Wp1=(fp1/Fs)*2*pi;Ws1=(fs1/Fs)*2*pi;Wp2=(fp2/Fs)*2*pi;Ws2=(fs2/Fs)*2*pi;Wp=Wp1,Wp2; % 向量Ws=Ws1,Ws2; % 向量带阻:fp1=30; % 通带截止频率fs1=40; % 阻带截止频率fp2=70; % 通带截止频率fs2=60; % 阻带截止频率Rp=1; Rs=25;Wp1=(fp1/Fs)*2*pi;Ws1=(fs1/Fs)*2*pi;Wp2=(fp2/Fs)*2*pi;Ws2=

9、(fs2/Fs)*2*pi;Wp=Wp1,Wp2;Ws=Ws1,Ws2;若信号表达式为则相关代码为:1) 低通滤波器代码fp=110; % 通带截止频率 fs=130; % 阻带截止频率Rp=1; Rs=25;Wp=(fp/Fs)*2*pi; Ws=(fs/Fs)*2*pi; %临界频率采用角频率表示 (1):脉冲响应不变法OmegaP=Wp*Fs; OmegaS=Ws*Fs;n,Wc=buttord(OmegaP,OmegaS,Rp,Rs,s); b,a=butter(n,Wc,s); % 指明为高通滤波器Bz,Az=impinvar(b,a,Fs); (2)双线性变换法OmegaP=2*F

10、s*tan(Wp/2); OmegaS=2*Fs*tan(Ws/2); % 频率预畸n,Wc=buttord(OmegaP,OmegaS,Rp,Rs,s); b,a=butter(n,Wc,s); Bz,Az=bilinear(b,a,Fs);2) 高通滤波器 fp=280; % 通带截止频率fs=260; % 阻带截止频率Rp=1; Rs=25;Wp=(fp/Fs)*2*pi; %临界频率采用角频率表示Ws=(fs/Fs)*2*pi; %临界频率采用角频率表示(2):双线性变换法OmegaP=2*Fs*tan(Wp/2); % 频率预畸OmegaS=2*Fs*tan(Ws/2);n,Wc=b

11、uttord(OmegaP,OmegaS,Rp,Rs,s); b,a=butter(2*n,Wc,high,s);Bz, Az=bilinear(b,a,Fs);3) 带通滤波器fp1=130; % 通带截止频率 fs1=110; % 阻带截止频率fp2=255; % 通带截止频率 fs2=265; % 阻带截止频率Rp=1; Rs=25;Wp1=(fp1/Fs)*2*pi; Ws1=(fs1/Fs)*2*pi;Wp2=(fp2/Fs)*2*pi; Ws2=(fs2/Fs)*2*pi;Wp=Wp1,Wp2; Ws=Ws1,Ws2;(2):双线性变换法OmegaP=2*Fs*tan(Wp/2);

12、 % 频率预畸OmegaS=2*Fs*tan(Ws/2);n,Wc=buttord(OmegaP,OmegaS,Rp,Rs,s); b,a=butter(2*n,Wc,s); Bz,Az=bilinear(b,a,Fs);4) 带阻滤波器的代码如下:fp1=110; % 通带截止频率 fs1=240; % 阻带截止频率fp2=265; % 通带截止频率 fs2=255; % 阻带截止频率Rp=1; Rs=25;Wp1=(fp1/Fs)*2*pi; Ws1=(fs1/Fs)*2*pi;Wp2=(fp2/Fs)*2*pi; Ws2=(fs2/Fs)*2*pi;Wp=Wp1,Wp2; Ws=Ws1,Ws2;(2):双线性变换法OmegaP=2*Fs*tan(Wp/2); % 频率预畸 OmegaS=2*Fs*tan(Ws/2);n,Wc=buttord(OmegaP,OmegaS,Rp,Rs,s); b,a=butter(2*n,Wc,stop,s); Bz,Az=bilinear(b,a,Fs);版 权 所 有,侵 权 必 究 联 系Q Q68843242 本页为自动生成页,如不需要请删除!谢谢!如有侵权,请联系68843242删除!1,侵权必究 联系QQ68843242 1,版 权 所 有,侵 权 必 究 联

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