数字信号处理matlab实验.doc

实验一熟悉MATLAB环境一、实验目的(1)熟悉MATLAB的主要操作命令。(2)学会简单的矩阵输入和数据读写。(3)掌握简单的绘图命令。(4)用MATLAB编程并学会创建函数。(5)观察离散系统的频率响应。二、实验内容认真阅读本章附录,在MATLAB环境下重新做一遍附录中的例子,体会各条命令的含义。在熟悉了MATLAB基本命令的基础上,完成以下实验。上机实验内容:(1)数组的加、减、乘、除和乘方运算。输入A=[1234],B=[3456],求C=A+B,D=A-B,E=A.*B,F=A./B,G=A.^B并用stem语句画出A、B、C、D、E、F、G。(2)用MATLAB实现以下序列。a)x(n)=≤n≤15b)x(n)=e(+3j)n0≤n≤15c)x(n)=3cos(+)+2sin(+)0≤n≤15d)将c)中的x(n)扩展为以16为周期的函数x16(n)=x(n+16),绘出四个周期。e)将c)中的x(n)扩展为以10为周期的函数x10(n)=x(n+10),绘出四个周期。(3)x(n)=[1,-1,3,5],产生并绘出下列序列的样本。a)x1(n)=2x(n+2)-x(n-1)-2x(n)b)(4)绘出下列时间函数的图形,对x轴、y轴以及图形上方均须加上适当的标注。a)x(t)=sin(2πt)0≤t≤10sb)x(t)=cos(100πt)sin(πt)0≤t≤4s(5)编写函数stepshift(n0,n1,n2)实现u(n-n0),n1<n0<n2,绘出该函数的图形,起点为n1,终点为n2。(6)给定一因果系统求出并绘制H(z)的幅频响应与相频响应。(7)计算序列{8-2-123}和序列{23-1-3}的离散卷积,并作图表示卷积结果。(8)求以下差分方程所描述系统的单位脉冲响应h(n),0≤n<50y(n)+(n-1)-(n-2)=x(n)-2x(n-1)三、思考题(1)对于有限长序列,如何用MATLAB计算其DTFT?(2)对于由两个子系统级联或并联的系统,如何用MATLAB计算它们的幅频响应与相频响应?四、实验报告要求(1)简述实验目的及原理。(2)按实验步骤附上实验程序。(3)按实验步骤附上有关离散系统的频率特性曲线。(4)简要回答思考题。五、与本实验有关的MATLAB函数x=sin(2*pi*f/fs*n);生成频率为f,采样频率为fs的正弦信号,式中,n=[012…N]。sum(X);对于向量X,计算X各元素的和。对于矩阵X,计算X各列元素之和组成的行向量。plot(t,y);画出以向量t为坐标的向量y(行或列)的曲线。向量t和向量y具有相同的维数。命令plot(s1,t1,s2,t2,s3,t3);将在同一图上画出分别以t1,t2,t3为坐标的向量s1,s2,s3的曲线。xlabel(‘samples’);在x轴上加上标注。ylabel(‘amplitude’);在y轴上加上标注。title(‘sinusoidalsignal’);在图的上部加上标题。y=conv(h,x);计算向量h和x的卷积,结果放在y中。y=filter(b,a,x);以向量b和a为参数的滤波器对输入信号向量x进行滤波处理。h=impz(b,a,N);计算b和a为参数的N点滤波器脉冲响应。[H,f]=freqz(b,a,N,Fs);给定以Hz为单位的采样频率Fs,计算以(b,a)为参数的滤波器N点频率向量f和N点复频率向量H。该命令用于绘制滤波器的幅频和相频响应。如果省略左边的[H,f],该命令将直接绘出滤波器的对数幅频和相频响应。实验二信号的采样与重建实验目的在学****本章内容的基础上,通过实验加强本章内容的有关信号采样与重建的基本概念,熟悉相关MATLAB函数。通过观察采样信号的混叠现象,进一步理解奈奎斯特采样频率的意义。通过实验,了解数字信号采样率转换过程中的频谱特性。对实际的音频文件做内插和提取操作,体会低通滤波器在内插和提取中的作用。实验内容认真阅读相关的MATLAB函数帮助文件。再熟悉MATLAB函数的基础上,完成以下试验。上机实验内容:一信号是三个正弦信号的和,正弦信号的频率分别为50、500、1000Hz,该信号以8kHz采样。用适当数量的样本画出该信号。一信号是三个正弦信号的和,正弦信号的频率分别为50、500、1000Hz,该信号以800Hz采样。用适当数量的样本画出该信号,并讨论信号的混叠情况。令xn=cos2πfn/fs,其中f/fs=1/16,即每个周期内有16个点。试利用MATLAB编程实现:作M=4倍的抽取,使每个周期变成4点。作L=3倍的插值,使每个周期变成48点。输入信号x(n)为归一化频率分别为f1=,f2=0.