数字信号处理基础实验报告.doc

数字信号处理基础实验报告.doc:..实验一差分方程、卷积、,掌握matlab软件的使用方法,掌握数字信号处理中的基木原理、方法以及matlab函数的调用。二、实验设备1、 微型计算机1台;2、 matlab软件1套三、实验原理Matlab软件是由mathworks公司于1984年推出的一套科学计算软件,分为总包和若干个工具箱,其中包含用于信号分析与处理的sptool工具箱和用于滤波器设计的fdatool工具箱。它具有强人的矩阵计算和数据可视化能力,是广泛应用于信号分析与处理屮的功能强大且使用简单方便的成熟软件。Matlab软件屮已有大量的关于数字信号处理的运算函数可供调用,本实验主耍是针对数字信号处理中的差分方程、卷积、z变换等基本运算的matlab函数的熟悉和应用。差分方程(differenceequation)可用来描述线性时不变、因果数字滤波器。用x表示滤波器的输入,用y表示滤波器的输出。a()y[n]+aiy[n-l]+...+aNy[n-N]=b()x[n]+bix[n-l]+...+bMx[n-M] (1)ak,bk为权系数,称为滤波器系数。N为所需过去输出的个数,M为所需输入的个数卷积是滤波器另一种实现方法。y[n]=工x[k]h[n-k]=x[n]*h[n] (2)等式定义了数字卷积,*是卷积运算符。输出y[n]取决于输入x[n]和系统的脉冲响应h[n]o传输函数H(z)是滤波器的第三种实现方法。H⑵二输出/输入二Y(z)/X⑵ (3)即分别对滤波器的输入和输出信号求z变换,二者的比值就是数字滤波器的传输函数。序列x[n]的z变换定义为X(z)=Zx[n]z_n (4)把序列x[nl的z变换记为Z{x[n]}=X⑵。由X(z)计算x[n]进行z的逆变换x[n]=乙Sx(z)}。Z变换是乙|的幕级数,只有当此级数收敛,Z变换才有意义,而且同一个Z变换等式,收敛域不同,可以代表不同序列的Z变换函数。这三种数字滤波器的表示方法之间可以进行相互转换。.(a).计算两个序列的线性卷积程序:clear;N=5;M=6;L二N+M・l;x二[1,2,3,4,5];h二[6,2,3,6,4,2];y=conv(x,h);nx=O:N-l;nh=O:M-I;ny=O:L-l;subplot(231);stem(nx,x,,.k');xlabel('n');ylabel(,x(n)');gridon;subplot(232);stem(nh,h,'.k,);xlabel(,n*);ylabel(,h(n),);gridon;subplot(233);stem(ny,y,'.k,);xlabel('n');ylabel('y(n),);gridon;运行结果:(b)•计算滤波器的冲击响应clear;x=ones(100);t=l:100;b二[.001836,.007344,.011016,.007374,.001836];a=[1,-,,22925,.55075];y=filter(b,a,x);clear;b=[.001836,.007344,.011016,.007374,.001836]