《西电数字信号处理上机实验报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《西电数字信号处理上机实验报告（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、数字信号处理上机实验报告14020710021 张吉凯第一次上机实验一：设给定模拟信号，的单位是ms。(1) 利用MATLAB绘制出其时域波形和频谱图（傅里叶变换），估计其等效带宽（忽略谱分量降低到峰值的3%以下的频谱）。(2) 用两个不同的采样频率对给定的进行采样。比较两种采样率下的信号频谱，并解释。（1）MATLAB程序：N=10; Fs=5;Ts=1/Fs;n=-N:Ts:N; xn=exp(-abs(n); w=-4*pi:0.01:4*pi;X=xn*exp(-j*(n*w);subplot(211)plot(n,xn);title(x_a(t)时域波形);xlabel(t/ms);
2、ylabel(x_a(t);axis(-10, 10, 0, 1);subplot(212);plot(w/pi,abs(X);title(x_a(t)频谱图);xlabel(omega/pi);ylabel(X_a(e(jomega);ind = find(X =0.03*max(X)*0.01;eband = (max(ind) -min(ind);fprintf(等效带宽为 %fKHZn,eband);运行结果：等效带宽为 12.110000KHZ（2）MATLAB程序：N=10; omega=-3*pi:0.01:3*pi; %Fs=5000Fs=5;Ts=1/Fs;n=-N:Ts:N
3、; xn=exp(-abs(n); X=xn*exp(-j*(n*omega);subplot(2,2,1);stem(n,xn);grid on;axis(-10, 10, 0, 1.25);title(时域波形(f_s=5000);xlabel(n);ylabel(x_1(n);subplot(2,2,2);plot(omega/pi,abs(X);title(频谱图(f_s=5000);xlabel(omega/pi);ylabel(X_1(f);grid on;%Fs=1000Fs=1;Ts=1/Fs;n=-N:Ts:N; xn=exp(-abs(n); X=xn*exp(-j*(n*
4、omega);subplot(2,2,3);stem(n,xn);grid on;axis(-10, 10, 0, 1.25);title(时域波形(f_s=1000);xlabel(n);ylabel(x_2(n);grid on;subplot(2,2,4);plot(omega/pi,abs(X);title(频谱图(f_s=1000);xlabel(omega/pi);ylabel(X_2(f);grid on;运行结果：实验二：给定一指数型衰减信号，采样率，为采样周期。为方便起见，重写成复指数形式。采样后的信号为，加窗后长度为的形式为：这3个信号，的幅度谱平方分别为：模拟信号：采样信
5、号：加窗（取有限个采样点）信号：且满足如下关系：实验内容（1） 在同一张图上画出：模型号幅度谱平方；（2） 在同一张图上画出：模型号幅度谱平方；改变值，结果又如何？（1）MATLAB程序：f=0:0.01:3;alpha=0.2;f0=0.5;L=10;T1=1;T2=0.5;Xa=1./(alpha2+(2*pi*(f-f0).2);Xs1=T1*(1-2*exp(-alpha*T1*L)*cos(2*pi*(f-f0)*T1*L)+exp(-2*alpha*T1*L)./(1-2*exp(-alpha*T1)*cos(2*pi*(f-f0)*T1)+exp(-2*alpha*T1);Xs2
6、=T2*(1-2*exp(-alpha*T2*L)*cos(2*pi*(f-f0)*T2*L)+exp(-2*alpha*T2*L)./(1-2*exp(-alpha*T2)*cos(2*pi*(f-f0)*T2)+exp(-2*alpha*T2);plot(f,Xa,b);hold on;plot(f,Xs1,g);hold on;plot(f,Xs2,r);xlabel(f/Hz);ylabel(|X(f)|2);grid on;legend(模拟信号幅度谱平方|X(f)|2, f_s=1Hz时，采样信号幅度谱平方|TX(f)|2, f_s=2Hz时，采样信号幅度谱平方|TX(f)|2);
7、运行结果：（2）MATLAB程序：f=0:0.01:3;alpha=0.2;f0=0.5;L1=5;L2=10;L3=20;T1 = 0.5Xa=1./(alpha2+(2*pi*(f-f0).2);Xs1=T1*(1-2*exp(-alpha*T1*L1)*cos(2*pi*(f-f0)*T1*L1)+exp(-2*alpha*T1*L1)./(1-2*exp(-alpha*T1)*cos(2*pi*(f-f0)*T1)+exp(-2*alpha*T1);Xs2=T1*(1-2*exp(-alpha*T1*L2)*cos(2*pi*(f-f0)*T1*L2)+exp(-2*alpha*T1*
8、L2)./(1-2*exp(-alpha*T1)*cos(2*pi*(f-f0)*T1)+exp(-2*alpha*T1);Xs3=T1*(1-2*exp(-alpha*T1*L3)*cos(2*pi*(f-f0)*T1*L3)+exp(-2*alpha*T1*L3)./(1-2*exp(-alpha*T1)*cos(2*pi*(f-f0)*T1)+exp(-2*alpha*T1);plot(f,Xa,b);hold on;plot(f,Xs1,g);hold on;plot(f,Xs2,r);hold on;plot(f,Xs3,y)xlabel(f/Hz);ylabel(|X(f)|2);
9、grid on;legend(模拟信号幅度谱平方|X(f)|2, f_s=2Hz时，采样信号幅度谱平方|TX(f)|2(L=5),f_s=2Hz时，采样信号幅度谱平方|TX(f)|2(L=10),f_s=2Hz时，采样信号幅度谱平方|TX(f)|2(L=20);运行结果：实验三：设，编写MATLAB程序，计算：（） 点圆周卷积；（） 点圆周卷积；（） 线性卷积；（） 画出的，和时间轴对齐。MATLAB程序：a = 1,2,2;b = 1,2,3,4;y1 = cconv(a,b,5);y2 = cconv(a,b,6);y3 = conv(a,b);figure(1);subplot(311)
10、stem(y1);grid ontitle(五点圆周卷积y1(n);xlabel(n),ylabel(y1(n);axis(0 6 0 15)subplot(312)stem(y2);grid ontitle(六点圆周卷积y2(n);xlabel(n),ylabel(y2(n);axis(0 6 0 15)subplot(313)stem(y3);grid ontitle(线性卷积y3(n);xlabel(n),ylabel(y3(n);axis(0 6 0 15);运行结果：x1=1,2,2;x2=1,2,3,4;n1=0:4;y1=cconv(x1,x2,5);n2=0:5;y2=ccon
11、v(x1,x2,6);n3=0:length(x1)+length(x2)-2;y3=conv(x1,x2);subplot(3,1,1);stem(n1,y1);grid on;axis(-1,6,0,16);subplot(3,1,2);stem(n2,y2);grid on;axis(-1,6,0,16);subplot(3,1,3);stem(n3,y3);grid on;axis(-1,6,0,16);运行结果：实验四：给定因果系统：（） 求系统函数并画出零极点示意图。（） 画出系统的幅频特性和相频特性。（） 求脉冲响应并画序列图。提示：在中，zplane(b,a) 函数可画零极点图
12、；Freqz(b,a,N)可给出范围内均匀间隔的点频率响应的复振幅；Impz(b,a,N)可求的逆变换（即脉冲响应）。MATLAB程序：a = 1,0b = 1,-0.9figure(1)zplane(b,a);title(零极点分布图)w=-3*pi:0.01:3*pi;h,phi=freqz(b,a,w);figure(2);subplot(3,1,1);plot(w, abs(h);grid on;title(幅频特性);xlabel(f/Hz),ylabel(H(f);subplot(3,1,2);plot(w, phi);grid on;title(相频特性);xlabel(f/Hz
13、),ylabel(W(f);subplot(3,1,3);impz(b,a);运行结果：第二次上机1. 给定模拟信号，对其进行采样，用DFT（FFT）进行信号频谱分析。（） 确定最小采样频率和最小采样点数。（） 若以秒进行采样，至少需要取多少采样点？（） 用DFT的点数画出信号的点DFT的幅度谱，讨论幅度谱结果。（） 分别为和，能否分辨出信号的所有频率分量。（） 在（）和（）的条件下做补0 FFT，分析结果。（） 在不满足最小采样点数的情况下做补0DFT，观察是否可以分辨出两个频率分量。（1）最小采样频率：8 ；最小采样点数：4（2） 最小采样点数：50（3）（4）MATLAB程序：N1=50;N2=100;N3=64;N4=60;n1=0:N1-1;n2=0:N2-1;n3=0:N3-1;n4=0:N4-1;w1=4*pi;w2=8*pi;T=0.01;x1=2*cos(w1*n1*T)+5*cos(w2*n1*T);x2=2*cos(w1*n2*T)+5*cos(w2*n2*T);x3=2*cos(w1*n3*T)+5*cos(w2*n3*T);x4=2*cos(w1*n4*T)+5*cos(w2*n4*T);X1=abs(fft(x1,N1);X2=abs(fft(x2,N2);X3=abs(ff
