基于matlab的数字信号处理实验指导书(2008)

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1、基于MATLAB的数字信号处理实验指导书梁华庆编机电工程学院电工与电子信息技术实验教学中心2006年10月36目录第一部分MATLAB信号处理工具箱使用介绍1第一章概述11.1MATLAB简介11.2MATLAB的基本操作1第二章信号的生成和信号的变换42.1序列的表示及基本序列的生成42.2序列的DFT、FFT72.3用FFT法求线性卷积8第三章数字滤波器的结构103.1直接型——传递函数形式103.2零极点增益形式103.3级联型——二阶因子级联形式113.4并联型——部分分式展开式形式11第四章IIR数字滤波器设计134.1MATLAB中模拟滤波器设计函数介绍134.

2、2MATLAB中IIR数字滤波器设计函数18第五章FIR数字滤波器设计225.1MATLAB中有关FIRDF设计的函数225.2参考程序23第二部分数字信号处理上机实验31实验一、用DFT进行信号的谱分析31实验二、DFT和DCT的应用32实验三、IIR数字滤波器的设计34实验四、FIR数字滤波器的设计3536第一部分MATLAB信号处理工具箱使用介绍第一章概述1.1MATLAB简介在科学研究与工程应用中，往往要进行大量的数学计算，其中包括矩阵运算。这些运算一般来说难以用手工精确和快速地进行，而要借助计算机编制相应的程序做近似计算。目前流行用C、FORTRAN等语言编制计算

3、程序，既需要对相关算法有深刻的了解，还需要熟练地掌握所用语言的编程技巧。对大多数人而言，同时具备这两方面的才能有一定的困难。即使有，编程也费时费力，影响工作效率。为克服上述困难，美国Mathwork公司于1967年推出“MatrixLaboratory”（缩写为MATLAB）软件包，并不断更新和扩充。MATLAB软件包现已成为国际公认的最优秀的科技界应用软件，是一种面向科学和工程计算的高级语言，它强大的计算功能、计算结果的可视化以及极高的编程效率，是其它语言无与伦比的。MATLAB包含的几十个工具箱，覆盖了通讯、自动控制、信号处理、图象处理等科学领域，汲取了当今世界这些领域

4、的最新研究成果，已经成为从事科学研究和工程设计不可缺少的工具软件。MATLAB作为一种计算机语言，要想运用自如，充分发挥它的威力，也需要先系统地学习它。但由于使用MATLAB编程运算与人进行科学计算的思路和表达方完全一致，所以不象学习其他高级语言那样难于掌握。实践证明，你可以在一个多小时的时间学会MATLAB的基础知识，在短短的几小时的使用中就能初步掌握它。从而使你可以在短时间内高效地、出色地完成复杂的科学计算、能迅速地测试他们的构想、综合评测系统性能。所以，在欧美高等院校中，MATLAB已成为大学生、研究生、教师的必备的基本技能。近年来，国内高校也在大力推广应用MATLA

5、B软件。1.2MATLAB的基本操作一、启动与退出二、命令窗口与M文件编辑窗口1．命令窗口：输入一条MATLAB语句，就立即执行。【例】a=[1.51.11.3;2.12.32.5;3.33.53.1]a=1.50001.10001.30002.10002.30002.50003.30003.50003.1000inv(a)%矩阵求逆36ans=1.9565-1.37680.2899-2.1014-0.43481.23190.28991.9565-1.3768a'%转置ans=1.50002.10003.30001.10002.30003.50001.30002.50003

6、.1000b=a*a%矩阵相乘b=8.85008.73008.730016.230016.350016.230022.530022.530022.6500det(a)%a的行列式ans=-0.8280eig(a)%a的特征值ans=6.90000.3464-0.3464rank(a)%a的秩ans=3[LU]=lu(a)%a做KU分解L=0.45451.000000.6364-0.14811.00001.000000U=3.30003.50003.1000360-0.4909-0.1091000.5111但仅靠一条一条输入MATLAB语句，难以实现复杂功能。为了设计诸如循环

7、、条件分支等功能，MATLAB利用了M文件。2．M文件的编辑、路径的设定CommandWindow——File——New——mfile,打开MATLABEditor/DebuggerWindow，编辑m文件。【例】a=[123;456;789];b=a'c=a*a36第二章信号的生成和信号的变换2.1序列的表示及基本序列的生成MATLAB是用向量表示序列的。MATLAB向量的第一个元素位置是x(1)，不是x(0)。为了清楚表示序列{x(n)}；要用两个向量，其中一个向量n表示序列的位置，而另一个向量x表示序列值。