数字信号处理实验指导书new

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1、数字信号处理实验指导书数字信号处理实验指导书河北大学电子信息工程学院二○○七年三月-14-数字信号处理实验指导书目录前言实验一采样定理……………………………………………………………（1）实验二离散傅立叶变换、频谱泄漏与栅栏效应…………………………（2）实验三快速傅立叶变换和CZT变换………………………………………（5）实验四数字滤波器的结构…………………………………………………（8）实验五IIR数字滤波器的设计……………………………………………（10）实验六窗口法和频率采样法设计FIRDF…………………………………（1

2、2）-14-数字信号处理实验指导书前言本实验指导书是为配合《数字信号处理》课程而编写的。《数字信号处理》课程所包含的数学知识相当丰富，单纯地讲解理论比较抽象，实验是验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识的必要环节。因此，《数字信号处理实验》是《数字信号处理》课程的有效补充部分。实验的目的就在于加强学生对信号的获得、采样、时域分析与频域分析的理解，培养学生运用所学的理论知识解决实际问题的能力、分析和综合实验结果的能力；掌握时域离散信号和系统的基本理论、基本分析方法以及FFT、数字滤波器等数字信号处理技术。因此，我们按理论课的

3、先后次序安排了六个实验，其中包括验证型实验，设计型实验和综合型实验。为了达到实验目的，顺利完成实验任务，要求实验前认真预习，以严格的科学态度认真实验，并按实验要求认真记录实验结果。提交的实验报告要求标明学生姓名、班级、学号。实验报告应包括如下内容：1、实验名称2、实验目的3、“实验内容及要求”中要求记录的实验数据和实验图形。……-14-数字信号处理实验指导书实验一采样定理一、实验目的观察正弦信号的采样及内插恢复，加深对采样定理的理解，以及内插恢复过程。二、实验软件采样及内插.exe三、实验内容及要求选取不同的值和值，观

4、察模拟信号、采样信号与恢复信号之间的关系；找到任意值时如何取值才能正确恢复原信号。四、实验报告按“实验内容及要求”观察波形，得出实验结论。-14-数字信号处理实验指导书实验二离散傅立叶变换、频谱泄漏与栅栏效应一、离散傅里叶变换（一）实验目的通过实验，充分理解和认识离散傅立叶级数和离散傅立叶变换的定义和性质，巩固课堂所学知识，对离散傅立叶变换有比较直观的认识。（二）实验软件离散傅氏变换DFT教学软件，如图2-1所示：图2-1DFT教学软件界面（三）实验内容及要求1.观察四种时域信号的频谱，总结每种时域信号的频谱的规律。每

5、种信号至少记录一个波形（时域――频域）；2.了解离散傅立叶级数的定义和性质。已知两个周期序列和，入图2-2所示，做“时域移位”和“周期卷积”的练习（记录波形）；n…………n………………图2-2两个周期序列-14-数字信号处理实验指导书图2-30123n12433.了解离散傅立叶变换的定义和性质。（1）已知序列是长度为4的有限长序列,如图2-3所示。是的圆周移位。即作图表示，记录波形图。（2）已知，,求与的线性卷积及L=4、6点圆周卷积，记录波形。（3）已知,求，并记录波形；用三种方法延长序列使其长度为8,求出并记录延长

6、后序列DFT数据和波形图；（四）实验报告提交的实验报告要求标明学生姓名、班级、学号。实验报告应包括如下内容：1、实验名称2、实验目的3、“实验内容及要求”中1、2、3的实验数据和实验图形。二、频谱泄漏与栅栏效应（一）实验目的通过实验，充分理解和认识在谱分析中出现的两种失真现象“频谱泄漏”与“栅栏效应”，对这两种失真现象有较直观的了解。（二）实验软件数字信号处理谱分析教学软件，如图2-4所示：-14-数字信号处理实验指导书图2-4谱分析教学软件界面（三）实验内容及要求1.了解频谱分析的过程，观察各种窗函数的频谱；2.了解

7、正弦波和双色波的采样信号加窗后产生的频谱泄漏现象；3.观察按采样点和后补零的方法所得到的频谱的现象；4.练习中，记录两种加窗信号（矩形窗和其他任意一种窗）的频谱，及频谱泄漏和栅栏效应的情况。（四）实验报告提交的实验报告要求标明学生姓名、班级、学号。实验报告应包括如下内容：1、实验名称2、实验目的3、“实验内容及要求”中4的波形。-14-数字信号处理实验指导书实验三快速傅立叶变换和CZT变换一、快速傅里叶变换（一）实验目的了解和认识快速傅立叶变换（FFT）的算法原理和实现方法。（二）实验软件快速傅里叶变换教学软件，如图3

8、-1所示：图3-1快速傅里叶变换教学软件界面（三）实验内容及要求1.了解按频率抽取和按时间抽取快速傅立叶变换（FFT）的分解、倒序、碟形运算等特点；2.画出按时间抽取和按频率抽取的N＝4，8，16点的碟形图；3.求序列和序列的DFT结果；（注意先查看“注意事项”，如图3-2中所示，再进行实验）。图3-2输入序列时注意事项界面-14