数字信号处理指导书

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1、实验一信号、系统及系统响应一、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。二、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内容，阅读本实验原理与方法。2、了解要使用到的MATLAB命令：1）基于DTFT离散时间信号分析函数：freqz，real，imag，abs，angle，unwr

2、ap。函数freqz可以用来计算一个以的有理分式形式给出的序列的DTFT值。freqz的形式多样，常见的有H=freqz(num,den,w),其中num表示序列有理分式DTFT的分子多项式系数，den表示分母多项式系数（均按z的降幂排列），矢量w表示在0～中给定的一系列频率点集合。freqz函数的其他形式参见帮助。在求出DTFT值后，可以使用函数real,imag,abs和angle分别求出并绘出其实部，虚部，幅度和相位谱。如果需要，还可以用unwrap函数消除相位中的跳变。2）函数fft(x)可以计算R点序列的R点DFT值；而fft

3、(x,N)则计算R点序列的N点DFT，若R>N，则直接截取R点DFT的前N点，若R

4、验要用到两种FIR系统。a．b．3）编写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。也可以直接调用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）其中参数x和y是两个已赋值的行向量序列。4、完成下述实验内容：1）分析采样序列的特性。产生采样序列，，，。a、取采样频率，即。观察所采样的幅频特性和的幅频特性在折叠频率处有无明显差别。应当注意，实验中所得频谱是用序列的傅立叶变换公式求得的，所以在频率量度上存在关系：。b、改变采样频率，，

5、观察的变化并做记录。c、进一步降低采样频率，，观察频谱混叠是否明显存在，说明原因，并记录的幅频曲线。2）离散信号、系统和系统响应分析。a、观察信号和系统的时域和频域持性；利用线形卷积求信号通过系统的响应y(n)，比较所求响应y(n)和的时域及频域特性，注意它们之间有无差异，绘图说明，并用所学结论解释所得结果。b、观察系统对信号的响应特性。利用线形卷积球系统响应y(n)，并判断y(n)图形及其非零值序列长度是否与理论结果一致，对，说出一种定性判断y(n)图形是否正确的方法。调用序列傅立叶变换值子程序，求得，观察的特性曲线，定性判断结果的正

6、确性。改变的长度，取N=5，重复该试验。注意参数变化的影响，说明变化前后的差异，并解释所得的结果。3）卷积定理验证。将试验2）中的信号换成，使a=0.4，13，A=1，T=1，重复试验2）a，打印曲线；对主程序作简单修改，计算，并绘出曲线，与前面直接对进行傅立叶变换所得幅频特性曲线进行比较，验证时域卷积定理。三、思考题：1、在分析理想采样序列持性的实验中；采样频率不同时，相应理想采样序列的傅里叶变换谱的数学频率度量是否都相同?它们所对应的模拟频率是否相同?为什么?2、在卷积定理验证的实验中，如果选用不同的频域采样点数M值，例如，选M=1

7、0和M=20，分别做序列的傅里叶变换，求得，=0，1，……M-1所得结果之间有无差异？为什么？五、实验报告要求1、简述实验目的及实验原理。．2、按实验步骤附上实验过程中的信号序列、系统单位脉冲响应及系统响应序列的时域和幅频特性曲线，并对所得结果进行分析和解释。3、总结实验中的主要结论。4、简要回答思考题。实验二用FFT作谱分析一、实验目的：1、进一步加深DFT算法原理和基本性质的理解(因为FFT只是DFT的一种快速算法，所以FPT的运算结果必然满足DFT的基本性质)。2、熟悉FFT算法原理和FFT子程序的应用。3、学习用FFT对连续信号

8、和时域离散信号进行谱分析的方法，了解可能出现的分析误差及其原因，以便在实际中正确应用FFT。二、实验内容及步骤：1、复习DFT的定义、性质和用DFT作谱分析的有关内容。2、复习FFT算法原理与编程思想，并对