《数字信号处理》2

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1、《数字信号处理》实验指导书周春编写适用专业：电子信息工程通信工程安徽建筑工业学院电子与信息工程学院2008年09月23前言《数字信号处理》是一门理论和实践密切结合的课程，为深入掌握课程内容，应当在学习理论的同时上机实验。上机实验不仅可以帮助学生深入的理解和消化基本理论，而且能锻炼初学者独立解决问题的能力。本书根据课程重点编写了四个实验。采样定理，时域离散系统的时域和频域分析以及系统对输入信号的响应是数字信号处理的基本内容，在学习完该部分内容后，进行实验一，以帮助读者掌握以上内容。同时加深学生对“数字信号处理是通过对输入信号的一种运算达到处理目的的一种运算”的理解DFT、FFT是

2、数字信号处理的重要数学工具，它具有广泛的使用内容。学习完该部分内容后，进行实验二“用FFT对信号进行谱分析”，通过该实验加深理解DFT的基本概念、基本性质，及其快速算法FFT。DFT和FFT是学习数字信号处理必须掌握的内容。数字滤波器的基本理论和设计方法是数字信号处理技术的重要内容。学习这一部分时，应重点掌握IIR和FIR两种滤波器的基本设计方法。IIR滤波器的单位脉冲响应是无限长的，设计方法是先设计模拟滤波器，然后通过S-Z平面转换，求出响应滤波器的系统函数。这里的平面转换有两种方法，即脉冲响应不变法和双线性变换法。后者没有频率混叠的缺点，且转换简单，是一种普遍应用的方法。F

3、IR滤波器的单位脉冲响应是有限长的，设计滤波器的目的即是求出符合要求的单位脉冲响应。窗函数法是一种基本的，也是重要的设计方法。《数字信号处理23》实验适用于电子信息工程、通信工程等专业学生的实践性教学环节，通过该课程的学习，使学生能够熟练掌握数字信号处理的一般方法，熟练使用Matlab作为编程工具，实现在课堂上学习过的各种数字信号处理方法与滤波器设计方法，在此基础上养成严谨认真的科学工作作风，为今后的工作打下良好的基础。在本课程的学习中，学生应达到如下要求：1、提前预习课本、实验指导书和参考书籍，巩固和加深对实验中要用到基本理论知识的理解；2、在实验过程中认真观察分析实验结果,

4、运用所学知识解决实验中发生的问题；3、能熟练使用编程工具Matlab；4、正确处理实验数据，并完成符合要求的实验报告。本实验指导书共包括四个实验，分别是：信号、系统及系统响应、用FFT作谱分析、用双线性变换法设计IIR数字滤波器、用窗函数法设计FIR数字滤波器，均为必做实验。主讲教师可以根据实际教授的专业和课时情况适当增、减部分实验内容。学生在做完每个实验后，必须独立写出详细的实验报告，包括实验方法、实验过程（步骤）及结果、实验结果分析等等。23实验简要介绍序号实验项目名称内容提要主要仪器设备及台套数实验类型实验要求计划学时每组人数1信号、系统及系统响应1、用matlab画出指

5、定的连续信号，并对其采样，观察不同采样频率的采样结果。2、用matlab观察信号的时域、频域响应，验证卷积定理计算机Matlab验证必做2402用FFT作谱分析1、用matlab显示指定信号并做谱分析2、观察不同点数FFT结果计算机Matlab验证必做2403用双线性变换法设计IIR数字滤波器用双线性变换法设计巴特沃斯低通IIR数字滤波器，显示其幅频率响应，并用其对心电信号滤波计算机Matlab验证必做2404用窗函数法设计FIR数字滤波器编写程序实现矩形窗、升余弦窗、改进升余弦窗和二阶升余弦窗的FIR数字滤波器计算机Matlab验证必做240合计823目录前言1实验一：信号、

6、系统及系统响应5实验二：用FFT作谱分析11实验三：用双线性变换法设计IIR数字滤波器16实验四：用窗函数法设计FIR数字滤波器1923实验一：信号、系统及系统响应实验学时：2实验类型：验证实验要求：必修一、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，加深对采样定理的理解。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关内容。2、编制实验用主程序及相应子程

7、序，包括（1）信号产生子程序，用于产生实验中要用到的下列信号序列：a、采样信号序列：对下面的连续信号：（1.1）进行采样，可得到采样序列（1.2）其中A为幅度因子，a为衰减因子，Ω0是模拟角频率，T为采样间隔。这些参数都要在实验过程中由键盘输入，产生不同的xa(t)和xa(n)。b、单位脉冲序列：c、矩形序列：23（2）系统单位脉冲响应序列产生子程序。本实验要用到两种FIR系统a、b、（3）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。可以直接调用MATLAB语言中卷积函数co