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1、前言数字信号处理的理论和技术一出现就受到人们的极大关注，发展非常迅速。20世纪60年代以来，随着信息科学和计算技术的迅速发展，数字信号处理的理论与应用飞跃发展，它的重要性日益在通信、信息技术、图像处理、遥感、声呐、雷达、生物医学、地震、语音处理等领域的应用中表现出来，并发展成为一门极其重要的学科。数字信号处理是一门理论与实践紧密联系的课程，适当的上机实验有助于深入理解和巩固难基本理论知识，锻炼初学者用计算机和MATLAB语言及其工具箱函数解决数字处理算法的仿真和滤波器设计问题的能力。由于信号处理涉及大量的运算，可以说离
2、开了计算机及相应的软件，就不可能解决任何稍微复杂的实际应用问题。Matlab是1984年美国MathWorks公司的产品，MATLAB语言具备高效、可视化及推理能力强等特点，它的推出得到了各个领域专家学者的广泛关注，其强大的扩展功能为各个领域的应用提供了基础，是目前工程界流行最广的科学计算语言。早在20世纪90年代中期，MATLAB就己成为国际公认的信号处理的标准软件和开发平台。从1996年后，美国新出版的信号处理教材就没有一本是不用MATLAB的。本学期实验结合数字信号处理的基本理论和基本内容，设计了五个上机实验，每
3、个实验对应一至两个主题内容。包括常见离散信号的MATLAB产生和图形显示、离散时间信号的Z变换、快速傅立叶变换FFT及其应用、数字滤波器的MATLAB实现、用窗函数法设计FIR数字滤波器。每个实验中均给出了实验方法和步骤，及部分的MATLAB程序，此外，还有习题和上机实验。通过实验可以使学生掌握数字信号处理的基本原理和方法。用科学计算语言MATLAB实现数字信号处理的方法和实践，通过实验用所学理论来分析解释程序的运行结果，进一步验证、理解和巩固学到的理论知识，从而达到掌握数字信号处理的基本原理和方法的目的。实验一常见离
4、散信号的MATLAB产生和图形显示一、实验目的１、学会用MATLAB在时域中产生一些基本的离散时间信号。２、了解信号的各种运算。二、实验原理（一）序列的产生由于MATLAB数值计算的特点，用它来分析离散时间信号与系统是很方便的。离散信号是数字信号处理的最基础的内容，由于内存有限，MATLAB无法表示无限序列。在MATLAB中，可以用一个列向量来表示一个有限长度的序列，但是这种表示方法没有包含采样位置的信息，要完全表示x(n)，要用x和n两个向量，例如x(n)={2,1,0,2,3,-1,2,3}，在MATLAB中表示为
5、n=[-4,-3,-2,-1,0,1,2,3];x=[2,1,0,2,3,-1,2,3];当序列从n=0开始，则不需要采样位置信息，这时可以只用x来表示1．正弦序列离散正弦序列的MATLAB表示与连续信号类似，只不过是用stem函数而不是用plot函数来画出序列的波形。下面就是正弦序列的MATLAB源程序。程序运行结果如图1.19所示。%正弦序列实现程序k=0:39;fk=sin(pi/6*k);stem(k,fk)图1.19正弦序列波形2．指数序列离散指数序列的一般形式为，可用MATLAB中的数组幂运算（即点幂运算）
6、c*来实现。下面为用MATLAB编写绘制离散时间实指数序列波形的函数。functiondszsu(c,a,k1,k2)%c：指数序列的幅度%a：指数序列的底数%k1：绘制序列的起始序号%k2：绘制序列的终止序号k=k1:k2;x=c*(a.^k);stem(k,x,'filled')holdonplot([k1,k2],[0,0])holdoff利用上述函数，实现实指数波形MATLAB程序如下（其中值分别为）。%离散时间实指数序列实现程序subplot221;dszsu(1,5/4,0,20);xlabel('k');
7、title('f1[k]');subplot222dszsu(1,3/4,0,20);xlabel('k');title('f2[k]');subplot223;dszsu(1,-5/4,0,20);xlabel('k');title('f3[k]');subplot224;dszsu(1,-3/4,0,20);xlabel('k');title('f4[k]');图1.20不同底数的实指数序列程序运行结果如图1.20所示。如图可知，对于离散时间实指数序列，当的绝对值大于1时，序列为随时间发散的序列，当的绝对值小于1时
8、，序列为随时间收敛的序列。同时可见，当的值小于零时，其波形在增长或衰减的同时，还交替地改变序列值的符号。对于离散时间虚指数序列，可用通过调用下列绘制虚指数序列时域波形的MATLAB函数。function[]=dxzsu(n1,n2,w)%n1:绘制波形的虚指数序列的起始时间序号%n2：绘制波形的虚指数序列的终止时间序号%w：虚指数
