现代信号与通信技术实验资料报告材料.doc

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1、现代信号与通信技术实验报告班级：学号：：指导老师：目录实验一模拟信号频谱分析……………………………31．实验目的………………………………………………32．实验容与结果…………………………………………3实验二离散信号频谱分析……………………………111．实验目的………………………………………………112．实验容与结果…………………………………………11实验三IIR数字滤波器的设计………………………191．实验目的………………………………………………192．实验容与结果…………………………………………19实验心得及体会…………

2、………………………………25实验一模拟信号频谱分析1．实验目的l学会应用DFT对模拟信号进行频谱分析的方法；l通过应用DFT分析各种模拟信号的频谱，加深对DFT的理解；l熟悉MATLAB的基本操作，以及一些基本函数的使用，为以后的实验奠定基础。2．实验容与结果⑴理解运行以上例题程序，改变有关参数，进一步观察结果的变化，并加以分析说明。⑵假设一实际测得的一段信号的长度为0.4秒，其表达式为：其中。试确定一合适抽样频率，利用MATLAB的fft函数分析计算信号的频谱。解：信号的最高频率fm=110Hz，抽样频率fs大于等于2f

3、m=220Hz，取抽样频率fs=300Hz；最低的频率分辨率为10Hz，最少的信号样点数为N=300/10=30.的MATLAB程序如下：1N=30;%数据的长度L=200;%DFT的点数f1=100;f2=110;fs=300;%抽样频率T=1/fs;%抽样间隔t=(0:N-1)*T;x=cos(2*pi*f1*t)+0.75*cos(2*pi*f2*t);y=fft(x,L);mag=abs(y);f=(0:length(y)-1)'*fs/length(y);plot(f(1:L/2),mag(1:L/2));xla

4、bel('频率(Hz)')ylabel('幅度谱')程序运行结果如下图所示。由图可见，频谱图显示出两个较为明显的峰值（对应f1=100;f2=110）。结论：当截取信号样点时，频率分辨率为10，刚好能够分辨出和两个频谱分量，但频谱泄漏较严重。的MATLAB程序如下：%programexa_1_2.m,利用矩形窗计算有限长余弦信号频谱N=20;%数据的长度L=200;%DFT的点数f1=100;f2=110;fs=300;%抽样频率T=1/fs;%抽样间隔t=(0:N-1)*T;x=cos(2*pi*f1*t)+0.75*c

5、os(2*pi*f2*t);y=fft(x,L);mag=abs(y);f=(0:length(y)-1)'*fs/length(y);plot(f(1:L/2),mag(1:L/2));xlabel('频率(Hz)')ylabel('幅度谱')程序运行结果如下图所示由图可见，频谱图显示出两个较为明显的峰值（对应f1=100;f2=110）。结论：当截取信号样点时，频率分辨率为15，达不到最低的分辨频率，频谱泄漏更为严重。若取频率分辨率，则对应的信号样点数为N=300。N=300的MATLAB程序如下%programexa

6、_1_3.m,利用矩形窗计算有限长余弦信号频谱N=300;%数据的长度f1=100;f2=110;fs=300;%抽样频率T=1/fs;%抽样间隔t=(0:N-1)*T;x=cos(2*pi*f1*t)+0.75*cos(2*pi*f2*t);y=fft(x);mag=abs(y);f=(0:length(y)-1)'*fs/length(y);plot(f(1:length(y)/2),mag(1:length(y)/2));xlabel('频率(Hz)')ylabel('幅度谱')程序运行结果如下图所示。由图可见，频谱

7、图显示出两个较为明显的峰值（对应f1=100;f2=110）结论：当截取信号N=300样点时，频率分辨率1HZ，高分辨率的频谱图具有较高的质量，频谱分析时必须保证获取足够的信号数据长度。⑶观察并分析采用不同抽样频率时，对信号的频谱影响。a)以，对其进行采样得到；b)以，对其进行采样得到。解：注意到时有，所以exp(-1000*t)时，故模拟信号可以用一个在0≤t≤0.005之间的有限长度信号来近似。(a).以，对进行采样得到，对应0≤t≤0.005，0≤n≤25.的频谱分析MATLAB程序如下：n=0:25;%抽样点数fs

8、=5000;%抽样频率Ts=1/fs;%抽样间隔t=n*Ts;x=exp(-1000*t);subplot(2,1,1)stem(t,x,'.');gtext('Ts=0.125sec');xlabel('tinsec.');ylabel('x(n)');title('DiscreteSignal');