《数字信号处理》课程实验指导书new

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1、数字信号处理方法实验指导书陈志文成都理工大学信息管理学院实验一频谱分析及其应用[实验目的]1.熟悉FFT8-4-2算法；2.掌握数字信号处理读写数据的基本格式、结构；3.掌握一维、二维数据FFT频谱分析方法和技术；4.掌握数字信号处理前后的分析、显示技术。[实习学时]6[实验准备]1.FFT8-4-2算法程序源代码及其编译环境；2.熟悉原始采集文件数据格式；3.复习TurboC,VC++,或BC++等的图形显示技术。[实验内容及步骤]1.数据预备处理(1)读任意道原始采集文件数据并另存，通过文本数据显示或图形显示的方式与原始采集文件中的该道数据进行比较，验

2、证是否正确；(2)读任意段连续的多道原始采集文件数据并另存，通过文本数据显示或图形显示的方式与原始采集文件中的该段连续的多道数据进行比较，验证是否正确；2.FFT算法正确性验证(1)给定长度为128个点的复数数据序列Si{i=0,1,2,……,127},对任意i,Real(Si)=0,Image(Si)=0；(1)假定Real(S65)=1.00、Real(S31)=1.00、Real(S96)=1.00；(2)对Si进行FFT正变换生成FSi{i=0,1,2,……,127}；(3)然后进行FFT反变换生成VFSi{i=0,1,2,……,127}；(4)生

3、成误差序列ErrSi{i=0,1,2,……,127},其中(5)判定ErrSi是否小于0.01；(6)若满足，则表示FFT算法正确，否则检查程序。3.频谱分析(1)一维频谱分析a.读任意道原始采集文件数据Pi（时间序列）；b.对Pi进行FFT正变换生成FPi（频率序列）；c.图形显示FPi的幅值（频谱）和相角；d.分析频谱图：Ø幅值（能量）主要集中在什么频率范围？Ø相角呈何变化规律？(2)二维频谱分析读任意段连续的多道原始采集文件数据，假定起始道号为K0，终了道号为Km；屏幕上起始道绘图原点的横坐标为(Xo,Yo)，Xo=10个像素点，Yo=10个像素点；

4、每道屏幕上绘图原点的横向间隔为△X=20个像素点。频谱分析处理步骤如下：第一步k=K0，Xo=10；第一步读k道原始采集文件数据Pi（时间序列）；第二步对Pi进行FFT正变换生成FPi（频率序列）；第三步以(Xo,Yo)为原点，从上向下屏幕图形显示FPi的幅值（频谱）和相角；第四步k+=1，Xo+=△X；第五步如果k>Km，结束处理，否则重复步骤第二步～第五步；第六步在屏幕上分析连续的多道频谱图：Ø幅值（能量）主要集中在什么频率范围？Ø相角呈何变化规律？实验二海明(Hamming)窗低通滤波器设计[实验目的]1.熟悉窗函数设计低通滤波器的方法；2.掌握数字

5、信号处理读写数据的基本格式、结构；3.掌握一维、二维数据FFT频谱分析方法和技术；4.掌握数字信号处理前后的分析、显示技术。[实习学时]4[实验准备]根据“实验一”确定通带截止频率ωp和阻带截止频率ωs；[实验内容及步骤]1.数据预备处理(1)根据ωp和ωs计算欲设计的滤波器的过渡带带宽；(2)根据教材P153页(5-3a)和(5-3b)计算通带允许的最大衰减(波纹)Ap和阻带应达到的最小衰减(波纹)As；2.滤波器设计(1)根据As选择合适的窗函数如海明(Hamming)窗等；(2)计算低通滤波器单位脉冲响应的长度N；(3)计算3dB通带截止频率ωc；(

6、4)确定理想低通滤波器单位脉冲响应序列hd(n)，长度为N；(5)计算hd(n)的频率响应并绘图；(6)确定应用窗函数设计的实际低通滤波器单位脉冲响应序列h(n)，长度为N；(1)计算h(n)的频率响应H(ω)并绘图。3.低通滤波(1)读任意道原始采集文件数据Pi（时间序列）；(2)对Pi进行FFT正变换生成FPi（频率序列）；(3)将Pi与h(n)褶积生成序列x，图形显示x；(4)将FPi与H(ω)乘积生成序列Y，对Y进行反FFT变换生成y，图形显示y；(5)图形显示比较序列x和y。