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数字信号处理指导书（页）.doc实验一信号、系统及系统响应—、实验目的:1、 熟悉连续信号经理想采样前后的频谱变化关系,加深对时域采样定的理解。2、 熟悉时域离散系统的时域特性。3、 利用卷积方法观察分析系统的时域特性。4、 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。二、实验内容及步骤:1、 认真复习釆样理论、离散信号为系统、线性卷积、序列的傅里叶变换及性质等有内容,阅读本实验原理与方法。2、 了解耍使用到的MATLAB命令:基于DTFT离散时间信号分析函数:freqz,real,imag,abs,angle,unwrapo函数freqz可以用来计算一个以""的有理分式形式给出的序列的DTFT值。辰qz的形式多样,常见的冇H=freqz(num,den,w),其中num表示序列冇理分式DTFT的分了多项式系数,den表示分母多项式系数(均按z的降幕排列),矢最w表示在0〜2龙中给定的一系列频率点集合。f『eqz函数的其他形式参见帮助。在求出DTFT值后,可以使用两数real,imag,abs和angle分别求出并绘出其实部,虚部,幅度和相位谱。如果需要,还可以用unwrap函数消除相位屮的跳变。函数fft(x)可以计算R点序列的R点DFT值;而fft(x,N)则计算R点序列的N点DFT,若R>N,贝IJ直接截取R点DFT的前N点,若R<N,则x先进行补零扩展为N点序列再求N点DFTo函数iffi(X河以计算R点的谱序列的R点IDFT值;而ifft(X,N)同fft(x,N)的情况。卷积函数2)conv用求于两个有限长度序列的卷积。3、 实验准备工作:产纶实验中要用到的下列信号序列:采样信号序列:对下面连续信号:xa(0=Ae~a,sin(Qor)w(r)进行采样,可得到采样序列乙⑺)=乙(nT)=Ae~a,ltsin(Q0HT)w(/t),0<n<50其小4为幅度因了,G为衰减因了,0。是模拟介频幸,T为采样间隔。这些参数都要在实。: xc(/7)=/?v(H),N=1Q产生系统单位脉冲响应序列。木实验要用到两种FIR系统。a・心0)=R|oO)hh(n)=5(m)+(〃-1)4-(〃一2)+5(〃-3)编写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。也可以玄接调用MATLAB语言中的卷积函数convoconv用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)其中参数x和y是两个已赋值的行向量序列。4、完成下述实验内容:分析采样序列的特性。产生采样序列兀“),A=444」28,a=50厉,%=50岳。a>取采样频率fs=lkHz,即T=lmso观察所采样乙⑺)的幅频特性|x(ej")|和乙⑴的幅频特性|X(jQ)|在折叠频率处有无明显差别。应当注意,实验屮所得频谱是用序列的傅立叶变换公式求得的,所以在频率量度上存在关系:0=QT。b、 改变采样频率,fs=300Hz,观察X(ej")的变化并做记录。c、 进一步降低采样频率,fs=200Hz,观察频谱混證是否明显存在,说明原因,并记录X(e"°)的幅频曲线。离散信号、系统和系统响应分析。a、观察信号%(〃)和系统gS)的时域和频域持性;利用线形卷积求信号乙⑺)通过系统切O)的响应y(n),比较所求响应y(n)和g(“)的时域及频域特性,注意它们Z间冇无差异,绘图说明,并用所学结论解释所得结果。b、观察系统山⑺)对信号禺⑺)的响应特性。利用线形卷积球系统响应y(n),并判断y(n)图形及其非零值序列长度是否与理论结果一致,对xa(n)=ha(n)=R10(n),说出一种定性判断y(n)图形是否正确的方法。调用序列傅立叶变换值子程序,求得|Y(e血)|,观察|Y(ej^)|的特性曲线,定性判断结果的正确性。改变的长度,取N=5,重复该试验。注意参数变化的彩响,说明变化前后的差异,并解释所得的结果。3)卷积定理验证。将试验2)中的信号换成心⑺),使“=,Q()=,A=l,T=l,重复试验2)a,打印|Y(e阀)||11|线;对主程序作简单修改,计算Y(e珂)=Xa(e"%)=Hb(ej^),并绘!ll|Y(ej^)|曲线,与前面直接对进行傅立叶变换所得幅频特性曲线进行比较,验证时域卷积定理。三、思考题:1、 在分析理想采样序列持性的实验中;采样频率不同时,相应理想采样序列的傅里叶变换谱的数学频率度量是否都相同?它们所对应的模拟频率是否相同?为什么?2、 在卷积定理验证的实验屮,如果选用不同的频域采样点数M值,例如,选M=10和M=20,分别做序列的傅里叶变换,求得R=0,1,……M-1所得结果Z间冇无差异?为什么?五、实验报告要求1、 简述实验1=1的及实