数字信号处理实验.doc

《数字信号处理》实验指导书电信学院通信工程教研室2008年5月实验一离散信号的时域分析仿真实验实验目的:进一步掌握数字信号时域分析的基本理论;熟悉MATLAB信号处理工具箱的使用;学会用MATLAB进行数字信号时域分析基本的方法;实验设备及环境PC计算机一台,。常用MATLAB符号及函数运算符::.+-*/;%常用矩阵:onespirandrandnzeros常用函数:cosexpimagrealabssum图形函数:axisgridlegendplotstairsstemtitlexlableylableclfsubplot信号处理工具箱:filterimpzsquaresawtooth语言构造与调试:breakendforifinput实验内容::单位脉冲、正旋、实指数、复指数、矩形序列;:信号滤波、线性与非线性、时变与时不变、线性时不变、线性卷积、圆周卷积;实验步骤::单位脉冲、正旋、实指数、复指数、矩形序列(1)运行程序P1_1,产生单位取样信号;问题:认识函数clf,axis,title,xlable,ylable;练习:修改程序以产生一个延时7点的单位取样序列;记录:延时前后的波形(2)分别运行程序P1_2和P1_3,产生复指数和实指数序列;问题:那个参数控制该序列的增长和衰减?哪个参数控制振幅?练习:改变序列长度,改变参数c=(1/12)+(pi/6)*i,看看有何变化?记录:参数改变前后的波形(3)运行程序P1_4,产生正弦序列问题:该序列的频率、振幅、周期和相位是什么?怎样改变这些参数?练习:产生一个长度为50、、、相移为90度的正弦序列。(4)用x=rand(1,N)和x=randn(1,N)产生随机序列;说明:前者可产生长度为N并在(0,1)中均匀分布的随机序列;后者可产生长度为N并具有零均值、单位方差的正态分布序列;记录:观察到的随机序列(5)序列的计算:信号平滑(求均值)运行程序P1_5,观察结果问题:信号x1,x2,x3与信号x的关系是什么?legend命令的作用是什么?记录:(1)滑动平均系统运行程序P2_1,平均滤波仿真重要函数调用:y=filter(num,1,x)问题:该系统中哪个分量被抑制?练习:将系统y(n)=(x(n)+x(n-1))改为y(n)=(x(n)-x(n-1)),观察结果改变信号s1和s2的频率,观察结果有何变化;记录:两种不同结果(2)线性和非线性系统运行程序P2_3,观察运行结果y(n)-(n-1)+(n-2)=(n)+(n-1)+(n-2)输入三个不同的输入序列x1(n),x2(n),和x(n)=ax1(n)+bx2(n)求输出响应y1(n),y2(n),y(n)问题:该系统是线性系统吗?练习:改变a和b回答上述问题。改变初始条件回答上述问题。记录:不同输入的系统响应(3)时变和时不变系统运行程序P_4,系统同上,输入信号x(n)和x(n-D);求输出响应y1(n),y2(n),y1(n)-y2(n+D)问题:比较y(n)和yd(n-10),问该系统是时不变系统吗?练习:改变不同延时D,回答上述问题改变初始条件,回答上述问题记录:不同输入的系统响应(4)线性时不变系统运行程序P2_5,观察系统脉冲响应,系统同上。练习:若系统为:y(n)+(n-1)-(n-2)-(n-3)=(n)-(n-1)+(n-2)+(n-3)求系统脉冲响应的前45个样点。试用filter函数求上述脉冲响应,并比较两种方法的结果。记录:两种方法得到的脉冲响应(5)线性时不变系统的卷积计算运行程序P2_7,完成两个序列的线性卷积问题:观察卷积结果长度,程序中y(n)和y1(n)有差别吗?为什么x要补零?练习:修改x(n)和h(n)序列求卷积,,注意画图长度要随之改变。(6)系统稳定性判断:是否有界,有界为稳定系统,否则为不稳定系统。运行程序P2_8,观察系统稳定性问题:该系统稳定吗?该系统是什么?写出差分方程或系统函数。练习:改变系统或长度,回答上述问题。(7)圆周卷积运行程序P3_9,完成两个序列的圆周卷积;运行程序P3_10,说明圆周卷积和线性卷积的关系;练录结果。实验分析及体会完成并回答在各实验中提出的问题;总结实验结果,谈谈对信号时域分析的认识;谈谈对本次仿真实验课的看法和建议(必做);实验二离散信号的频域分析仿真实验实验目的:进一步掌握数字信号频域分析的基本理论;熟悉MATLAB信号处