数字信号处理课件第10章上机实验.ppt

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第10章 上 机实验
1 引言
2 关于实验用计算机语言
3 实验一： 信号、 系统及系统响应
4 实验二： 用FFT作谱分析
5 实验三： 用双线性变换法设计IIR数字滤波器
6 实验四： 用窗函数法设计FIR数字滤波器
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引言
二章是全书的基础内容。
四章DFT、 FFT是数字信号处理的重要数学工具， 它有广泛的使用内容。
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关于实验用计算机语言
MATLAB是一种交互式的以矩阵为基本数据结构的系统。 在生成矩阵对象时， 不要求明确的维数说明。 所谓交互式， 是指MATLAB的草稿纸编程环境。
与C语言或FORTRON语言作科学数值计算的程序设计相比较， 利用MATLAB可节省大量的编程时间。
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掌握序列傅里叶变换的计算机实现方法， 利用序列的傅里叶变换对连续信号、 离散信号及系统响应进行频域分析。
熟悉时域离散系统的时域特性。

利用卷积方法观察分析系统的时域特性。
熟悉连续信号经理想采样前后的频谱变化关系， 加深对时域采样定理的理解。
实验一： 信号、 系统及系统响应
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实验原理与方法
采样是连续信号数字处理的第一个关键环节。
对一个连续信号xa(t)进行理想采样的过程可用()式表示。
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()
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()
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其中 (t)为xa(t)的理想采样， p(t)为周
期冲激脉冲， 即
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()
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的傅里叶变换 (jΩ)为
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x(n)的傅里叶变换为
式中的xa(nT)就是采样后得到的序列x(n)， 即
()
将()式代入()式并进行傅里叶变换，
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比较()和()可知
()
在数字计算机上观察分析各种序列的频域特性，
通常对X(ejω)在［0, 2π］上进行M点采样来观察分
析。 对长度为N的有限长序列x(n), 有
一个时域离散线性非移变系统的输入/输出关系为
其中
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单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。您的内容已经简明扼要，字字珠玑，但信息却千丝万缕、错综复杂，需要用更多的文字来表述；但请您尽可能提炼思想的精髓，否则容易造成观者的阅读压力，适得其反。正如我们都希望改变世界，希望给别人带去光明，但更多时候我们只需要播下一颗种子，自然有微风吹拂，雨露滋养。恰如其分地表达观点，往往事半功倍。当您的内容到达这个限度时，或许已经不纯粹作用于演示，极大可能运用于阅读领域；无论是传播观点、知识分享还是汇报工作，内容的详尽固然重要，但请一定注意信息框架的清晰，这样才能使内容层次分明，页面简洁易读。如果您的内容确实非常重要又难以精简，也请使用分段处理，对内容进行简单的梳理和提炼，这样会使逻辑框架相对清晰。
上述卷积运算也可以在频域实现
认真复习采样理论、 离散信号与系统、 线性卷积、 序列的傅里叶变换及性质等有关内容， 阅读本实验原理与方法。
编制实验用主程序及相应子程序。

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①信号产生子程序， 用于产生实验中要用到的下列信号序列：
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xa(t)=Ae-at sin(Ω0t)u(t)
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进行采样， 可得到采样序列
xa(n)=xa(nT)=Ae-anT sin(Ω0nT)u(n), 0≤n<50
其中A为幅度因子， a为衰减因子， Ω0是模拟角频率， T为采样间隔。 这些参数都要在实验过程中由键盘输入， 产生不同的xa(t)和xa(n)。
b. 单位脉冲序列： xb(n)=δ(n)
c. 矩形序列： xc(n)=RN(n), N=10
② 系统单位脉冲响应序列产生子程序。 本实验要用到两种FIR系统。
a. ha(n)=R10(n);
b. hb(n)=δ(n)+(n-1)+(n-2)+δ(n-3)
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有限长序列线性卷积子程序， 用于完成两个给定长度的序列的卷积。 可以直接调用MATLAB语言中的卷积函数conv。 conv用于两个有限长度序列的卷积， 它假定两个序列都从n=0 开始。 调用格式如下：
y=conv (x, h)
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