数字信号处理 教学课件 作者 张维玺 第10章　实　　验.pptx

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1、第10章　实　　验10.1　MATLAB软件简介10.2　实验一　离散时间信号的产生10.3　实验二　离散时间LTI系统的时域分析10.4　实验三　离散时间信号的频域分析10.5　实验四　离散时间LTI系统的z域分析10.6　实验五　FFT算法与应用10.7　实验六　IIR数字滤波器的设计10.8　实验七　FIR数字滤波器的设计10.1　MATLAB软件简介MATLAB的名称源自MatrixLaboratory，1984年由美国MathWorks公司推向市场。它是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据。MATLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内

2、置函数，从而被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作。10.2　实验一　离散时间信号的产生1.实验目的2.实验原理3.实验内容4.实验设备5.实验步骤6.实验报告要求1.实验目的数字信号处理系统中的信号都是以离散时间形态存在的，所以对离散时间信号的研究是数字信号处理的基本所在。而要研究离散时间信号，首先需要产生出各种离散时间信号。使用MATLAB软件可以很方便地产生各种常见的离散时间信号，而且它还具有强大的绘图功能，便于用户直观地处理输出结果。通过本实验，学生将学习如何用MATLAB产生一些常见的离散时间信号，实现信号的卷积运算，并通过MAT

3、LAB中的绘图工具对产生的信号进行观察，加深对常用离散信号和信号卷积和运算的理解。2.实验原理(1)单位冲激序列(2)单位阶跃序列u(n)(3)矩形序列(4)正弦序列x(n)=Acos(ω0n+φ)(5)单边实指数序列x(n)=anu(n)(6)复指数序列(1)单位冲激序列图10-1　单位冲激序列(2)单位阶跃序列图10-2　单位阶跃序列(3)矩形序列图10-3　矩形序列(4)正弦序列x(n)=Acos(ω0n+φ)。图10-4　正弦序列(5)单边实指数序列图10-5　单边指数序列(6)复指数序列1)当a＞0时，复指数序列x(n)的实部和虚部分别是按指数规律增长的正弦振荡

4、序列；2)当a＜0时，复指数序列x(n)的实部和虚部分别是按指数规律衰减的正弦振荡序列；3)当a=0时，复指数序列x(n)即为虚指数序列，其实部和虚部分别是等幅的正弦振荡序列。图10-6　复指数序列3.实验内容(1)编制程序产生单位冲激序列(2)编制程序产生单位阶跃序列及u(n)-号后两位”)，并绘出其图形。(3)编制程序产生正弦序列x(n)=cos(2πn)、x(n)=cos及x(n)=并绘出其图形。(4)编制程序产生复正弦序列，并绘出其图形。(5)编制程序产生指数序列，并绘出其图形。4.实验设备计算机，MATLAB软件。5.实验步骤本实验要求学生运用MATLAB编程产

5、生一些基本的离散时间信号，实现信号的卷积运算，并通过MATLAB的几种绘图指令画出这些图形，以加深对相关教学内容的理解，同时也通过这些简单的函数练习了MATLAB的使用。6.实验报告要求(1)简述实验目的和原理。(2)整理好经过运行并证明是正确的程序并且加上详细的注释。(3)给出程序运行结果，并对结果加以分析。10.3　实验二　离散时间LTI系统的时域分析1.实验目的2.实验原理3.实验内容4.实验设备：5.实验步骤6.实验报告要求1.实验目的通过本实验，要求学生学会运用MATLAB求解离散时间系统的零状态响应；学会运用MATLAB求解离散时间系统的单位冲激响应；学会运用

6、MATLAB求解离散时间系统的卷积和。2.实验原理2.实验原理图10-7　矩形序列3.实验内容(1)已知x(n)=u(n-“学号后两位”)-u(n-(“学号后两位”+4))、h(n)=R5(n)。(2)编制程序求解下列两个系统的单位冲激响应和单位阶跃响应，并绘出其图形。(3)已知某系统的单位冲激响应为h(n)=0.5n［u(n)-u(n-4)］，试分别利用MATLAB卷积和两种方法求当激励信号为x(n)=u(n)-u(n-4)时，系统的零状态响应。(2)编制程序求解下列两个系统的单位冲激响应和单位阶跃响应，并绘出其图形。1)y［n］+0.75y［n-1］+0.125y［n

7、-2］=x［n］-x［n-1］2)y［n］=0.25{x［n-1］+x［n-2］+x［n-3］+x［n-4］}4.实验设备：计算机，MATLAB软件。5.实验步骤本实验要求学生运用MATLAB编程，实现信号的卷积运算及各种情况下零状态响应的运算，并通过MATLAB的几种绘图指令画出这些图形，以加深对相关教学内容的理解。6.实验报告要求(1)简述实验目的和原理。(2)整理好经过运行并证明是正确的程序并且加上详细的注释。(3)给出程序运行结果，并对结果加以分析。10.4　实验三　离散时间信号的频域分析1.实验目的2.实验原理3.实