数字信号处理实验指导书.doc

数字信号处理实验指导书河北大学电子信息工程学院二○○七年三月目录前言实验一采样定理……………………………………………………………(1)实验二离散傅立叶变换、频谱泄漏与栅栏效应…………………………(2)实验三快速傅立叶变换和CZT变换………………………………………(5)实验四数字滤波器的结构…………………………………………………(8)实验五IIR数字滤波器的设计……………………………………………(10)实验六窗口法和频率采样法设计FIRDF…………………………………(12)前言本实验指导书是为配合《数字信号处理》课程而编写的。《数字信号处理》课程所包含的数学知识相当丰富,单纯地讲解理论比较抽象,实验是验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识的必要环节。因此,《数字信号处理实验》是《数字信号处理》课程的有效补充部分。实验的目的就在于加强学生对信号的获得、采样、时域分析与频域分析的理解,培养学生运用所学的理论知识解决实际问题的能力、分析和综合实验结果的能力;掌握时域离散信号和系统的基本理论、基本分析方法以及FFT、数字滤波器等数字信号处理技术。因此,我们按理论课的先后次序安排了六个实验,其中包括验证型实验,设计型实验和综合型实验。为了达到实验目的,顺利完成实验任务,要求实验前认真预****以严格的科学态度认真实验,并按实验要求认真记录实验结果。提交的实验报告要求标明学生姓名、班级、学号。实验报告应包括如下内容:1、实验名称2、实验目的3、“实验内容及要求”中要求记录的实验数据和实验图形。……实验一采样定理实验目的观察正弦信号的采样及内插恢复,加深对采样定理的理解,以及内插恢复过程。、实验内容及要求选取不同的值和值,观察模拟信号、采样信号与恢复信号之间的关系;找到任意值时如何取值才能正确恢复原信号。四、实验报告按“实验内容及要求”观察波形,得出实验结论。实验二离散傅立叶变换、频谱泄漏与栅栏效应一、离散傅里叶变换(一)实验目的通过实验,充分理解和认识离散傅立叶级数和离散傅立叶变换的定义和性质,巩固课堂所学知识,对离散傅立叶变换有比较直观的认识。(二)实验软件离散傅氏变换DFT教学软件,如图2-1所示:图2-1DFT教学软件界面(三),总结每种时域信号的频谱的规律。每种信号至少记录一个波形(时域――频域);。已知两个周期序列和,入图2-2所示,做“时域移位”和“周期卷积”的练****记录波形);n…………n………………图2-2两个周期序列图2-。(1)已知序列是长度为4的有限长序列,如图2-3所示。是的圆周移位。即作图表示,记录波形图。(2)已知,,求与的线性卷积及L=4、6点圆周卷积,记录波形。(3)已知,求,并记录波形;用三种方法延长序列使其长度为8,求出并记录延长后序列DFT数据和波形图;(四)实验报告提交的实验报告要求标明学生姓名、班级、学号。实验报告应包括如下内容:1、实验名称2、实验目的3、“实验内容及要求”中1、2、3的实验数据和实验图形。二、频谱泄漏与栅栏效应(一)实验目的通过实验,充分理解和认识在谱分析中出现的两种失真现象“频谱泄漏”与“栅栏效应”,对这两种失真现象有较直观的了解。(二)实验软件数字信号处理谱分析教学软件,如图2-4所示:图2-4谱分析教学软件界面(三),观察各种窗函数的频谱;;;,记录两种加窗信号(矩形窗和其他任意一种窗)的频谱,及频谱泄漏和栅栏效应的情况。(四)实验报告提交的实验报告要求标明学生姓名、班级、学号。实验报告应包括如下内容:1、实验名称2、实验目的3、“实验内容及要求”中4的波形。实验三快速傅立叶变换和CZT变换一、快速傅里叶变换(一)实验目的了解和认识快速傅立叶变换(FFT)的算法原理和实现方法。(二)实验软件快速傅里叶变换教学软件,如图3-1所示:图3-1快速傅里叶变换教学软件界面(三)(FFT)的分解、倒序、碟形运算等特点;=4,8,16点的碟形图;;(注意先查看“注意事项”,如图3-2中所示,再进行实验)。图3-2输入序列时注意事项界面(四)实验报告提交的实验报告要求标明学生姓名、班级、学号。实验报告应包括如下内容:1、实验名称2、实验目的3、实验内容及要求中2、3的实验图形和数据二、线性调频Z变换(CZT)(一)实验目的了解和认识线性调频Z变换(CZT)的算法原理和实现方法。