数字信号处理课件第10章 上机实验.ppt

第10章上机实验
引言
关于实验用计算机语言
实验一: 信号、系统及系统响应
实验二: 用FFT作谱分析
实验三: 用双线性变换法设计IIR数字滤波器
实验四: 用窗函数法设计FIR数字滤波器
11/12/2017
数字信号处理
引言
第一、二章是全书的基础内容。
第三、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。
11/12/2017
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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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实验一: 信号、系统及系统响应
1. 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, 加深对时域采样定理的理解。
(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。
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2. 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。
()
其中(t)为xa(t)的理想采样, p(t)为周
期冲激脉冲, 即
()
(t)的傅里叶变换(jΩ)为
()
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将()式代入()式并进行傅里叶变换,
式中的xa(nT)就是采样后得到的序列x(n), 即
x(n)的傅里叶变换为
()
()
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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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上述卷积运算也可以在频域实现
3. 实验内容及步骤
(1) 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。
(2) 编制实验用主程序及相应子程序。
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:
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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③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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