蒋朝晖数字信号处理实验.

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数字信号处理实验答案完整版

数字信号处理实验答案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】实验一熟悉Matlab环境一、实验目的1.熟悉MATLAB的主要操作命令。

2.学会简单的矩阵输入和数据读写。

3.掌握简单的绘图命令。

4.用MATLAB编程并学会创建函数。

5.观察离散系统的频率响应。

二、实验内容认真阅读本章附录，在MATLAB环境下重新做一遍附录中的例子，体会各条命令的含义。

在熟悉了MATLAB基本命令的基础上，完成以下实验。

上机实验内容：（1）数组的加、减、乘、除和乘方运算。

输入A=[1 2 3 4]，B=[3 4 5 6]，求C=A+B，D=A-B，E=A.*B，F=A./B，G=A.^B并用stem语句画出A、B、C、D、E、F、G。

clear all;a=[1 2 3 4];b=[3 4 5 6];c=a+b;d=a-b;e=a.*b;f=a./b;g=a.^b;n=1:4;subplot(4,2,1);stem(n,a);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('A');subplot(4,2,2);stem(n,b);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('B');subplot(4,2,3);stem(n,c);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('C');subplot(4,2,4);stem(n,d);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('D');subplot(4,2,5);stem(n,e);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('E');subplot(4,2,6);stem(n,f);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('F');subplot(4,2,7);stem(n,g);xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('G');（2）用MATLAB实现下列序列：a) x(n)= 0≤n≤15b) x(n)=e+3j)n 0≤n≤15c) x(n)=3cosπn+π)+2sinπn+π) 0≤n≤15(n)=x(n+16),绘出四个周期。

数字信号处理课程实验教学大纲

数字信号处理课程实验教学大纲课程代码：Z0800010课程性质：专业主干课课程名称：数字信号处理英文名称：Digital Signal Processing适用专业：通信工程开设学期：第5学期实验学时/总学时：18/66 实验学分/总学分：1/4大纲拟定人：课程实验内容简介本课程为电子信息科学与技术本科专业和通信工程本科专业的专业主干课，以信号与系统、工程数学为基础，要求学生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理论与技术。

该课程是一门理论与实践联系紧密的课程，实验部分是课堂教学的有效补充。

通过实验，使得学生：⑴在实验过程中了解简单但是完整的数字信号处理的工程实现方法和流程，从而对数字信号处理理论有更深入的认识；⑵掌握数字信号处理的基础理论知识，和基本的利用单片机进行开发的技能；⑶巩固和加深数字信号处理的理论知识，通过实践进一步提高独立分析问题和解决问题的能力、综合设计及创新能力；⑷培养实事求是、严肃认真的科学作风和良好的实验习惯，为今后工作打下良好的基础。

实验将采用教师课堂演示和学生上机操作相结合的方式，要求学生能够独立完成大纲所规定的实验内容。

实验前，学生必须预习指导教师指定的实验内容，编制实验程序。

实验课开始由教师简要讲解实验目的、基本原理、仪器设备的正确使用、实验关键点及注意事项。

实验时要严格按照操作规范进行实验，做好实验数据的记录、分析和处理。

实验结束后必须书写实验报告，并回答思考题，实验报告应包括实验名称、实验者姓名、实验目的、使用的仪器设备及数量、实验原理、实验电路、程序清单、实验步骤、实验现象、实验结果及分析等。

二、实验项目三、实验所需主要仪器设备及台（套）数以上每个实验均需应用Matlab软件和PC机一台。

四、实验成绩评定方法实验成绩由三部分组成：实验预习和表现（20分）、实验报告（20分）、实验考试（实际操作和理论问答）（60分）。

《数字信号处理》上机实验指导

《数字信号处理》上机实验指导《数字信号处理》上机实验指导实验一、Z 变换及离散时间系统分析（一）、实验目的1、通过本实验熟悉Z 变换在离散时间系统分析中的地位和作用。

2、掌握并熟练使用有关离散系统分析的MATLAB 调用函数及格式，以深入理解离散时间系统的频率特性。

（二）、实验内容及步骤对于一个给定的LSI 系统，其转移函数H(z)习惯被定义为H(z)=B(z)/A(z),即：abn a n b z n a z a z a z n b z b z b A B H ------++++++++++==)1(...)3()2(1)1(...)3()2()1(b )z ()z ()z (2121 公式中b n 和an 分别是H(Z)分子与分母多项式的阶次，在有关MATLAB 的系统分析的文件中，分子和分母的系数被定义为向量，即)]1(),...,2(),1([)]1(),...,2(),1([+=+=a b n a a a a n b b b b并要求)1(a =1,如果)1(a ≠1，则程序将自动的将其归一化为1。

1、系统的阶跃响应调用格式为：y=filter(b,a,x),其中x,y,a,b 都是向量。

例1 令4321432155075.02925.28291.30544.31001836.0007374.0011 016.0007344.0001836.0)z (--------+-+-++++=z z z z z z z z H 求该系统的阶跃响应（y （n ））。

实现该任务的程序如下：clear;x=ones(100);% x(n)=1,n=1~100；t=1:100;% t 用于后面的绘图；b=[.001836，.007344，.011016，.007374，.001836]; % 形成向量b ；a=[1，-3.0544，3.8291，-2.2925，.55075]; % 形成向量a ；y=filter(b,a,x);% 求所给系统的输出，本例实际上是求所给系统的阶跃响应；plot(t,x,'r.',t,y,'k-');grid on;% 将x(n)（绿色）y(n)（黑色）画在同一个%图上；ylabel('x(n) and y(n)')xlabel('n')2、单位抽样响应h(n)调用格式为：h=impz(b ，a ，N) 或 [h ，t]=impz(b ，a ，N)其中N 是所需的h(n)的长度，前者绘图时n 从1开始，而后者从0开始。

数字信号处理上机实验答案(第三版,第十章)[自己整理完善的]

第十章上机实验数字信号处理是一门理论和实际密切结合的课程，为深入掌握课程内容，最好在学习理论的同时，做习题和上机实验。

上机实验不仅可以帮助读者深入的理解和消化基本理论，而且能锻炼初学者的独立解决问题的能力。

本章在第二版的基础上编写了六个实验，前五个实验属基础理论实验，第六个属应用综合实验。

实验一系统响应及系统稳定性。

实验二时域采样与频域采样。

实验三用FFT 对信号作频谱分析。

实验四 IIR 数字滤波器设计及软件实现。

实验五 FIR 数字滤波器设计与软件实现实验六应用实验——数字信号处理在双音多频拨号系统中的应用任课教师根据教学进度，安排学生上机进行实验。

建议自学的读者在学习完第一章后作实验一；在学习完第三、四章后作实验二和实验三；实验四IIR 数字滤波器设计及软件实现在。

学习完第六章进行；实验五在学习完第七章后进行。

实验六综合实验在学习完第七章或者再后些进行；实验六为综合实验，在学习完本课程后再进行。

10.1 实验一: 系统响应及系统稳定性1.实验目的（1）掌握求系统响应的方法。

（2）掌握时域离散系统的时域特性。

（3）分析、观察及检验系统的稳定性。

2.实验原理与方法在时域中，描写系统特性的方法是差分方程和单位脉冲响应，在频域可以用系统函数描述系统特性。

已知输入信号可以由差分方程、单位脉冲响应或系统函数求出系统对于该输入信号的响应，本实验仅在时域求解。

在计算机上适合用递推法求差分方程的解，最简单的方法是采用MA TLAB 语言的工具箱函数filter 函数。

也可以用MATLAB 语言的工具箱函数conv 函数计算输入信号和系统的单位脉冲响应的线性卷积，求出系统的响应。

系统的时域特性指的是系统的线性时不变性质、因果性和稳定性。

重点分析实验系统的稳定性，包括观察系统的暂态响应和稳定响应。

系统的稳定性是指对任意有界的输入信号，系统都能得到有界的系统响应。

或者系统的单位脉冲响应满足绝对可和的条件。

数字信号处理实验2

数字信号处理实验2 ——离散系统频率响应和零极点分布姓名：李倩学号：班级：通信四班指导教师：周争一．实验原理离散时间系统的常系数线性差分方程：求一个系统的频率响应:H(e^jw)是以2pi为周期的连续周期复函数，将其表示成模和相位的形式：H(e^jw)=|H(e^jw)|*e^(jarg[H(e^jw)])其中|H(e^jw)|叫做振幅响应（幅度响应），频率响应的相位arg[H(e^jw)]叫做系统的相位响应。

将常系数线性差分方程的等式两边求FT,可以得到系统的频率响应与输入输出的频域关系式：H(e^jw)=Y(e^jw)/X(e^jw)将上式中的e^jw用z代替，即可得系统的系统函数：H(z)=Y(z)/X(z)H(z)=∑h(n)*z^(-n)（n的取值从负无穷到正无穷）将上式的分子、分母分别作因式分解，可得到LTI系统的零极点增益表达式为：H(z)=g∏(1-zr*z^(-1))/∏(1-pk*z^(-1))其中g为系统的增益因子，pk(k=1,2,3,…,N)为系统的极点，zr(r=1,2,3,…,M)为系统的零点。

通过系统的零极点增益表达式，可以判断一个系统的稳定性，对于一个因果的离散时间系统，若所有的极点都在单位圆内，则系统是稳定的。

二．实验内容一个LTI离散时间系统的输入输出差分方程为y(n)-1.6y(n-1)+1.28y(n-2)=0.5x(n)+0.1x(n-1)(1)编程求此系统的单位冲激响应序列，并画出其波形。

(2)若输入序列x(n)=＆(n)+2＆(n-1)+3＆(n-2)+4＆(n-3)+5＆(n-4),编程求此系统输出序列y(n)，并画出其波形。

(3)编程得到系统频响的幅度响应和相位响应并画图。

(4)编程得到系统的零极点分布图，分析系统的因果性和稳定性。

三．程序与运行结果(1)编程求此系统的单位冲激响应序列，并画出其波形。

程序：clear;N=100;b=[0.5 0.1];a=[1 -1.6 1.28];h1=impz(b,a,N); %计算系统的冲激响应序列的前N个取样点x1=[1 zeros(1,N-1)]; %生成单位冲激序列h2=filter(b,a,x1); %计算系统在输入单位冲激序列时的输出subplot(2,1,1);stem(h1);xlabel('时间序号n');ylabel('单位冲激响应序列值');title('单位冲激响应序列h1(n)');subplot(2,1,2);stem(h2);xlabel('时间序号n');ylabel('单位冲激响应序列值');title('单位冲激响应序列h2(n)');运行结果：0102030405060708090100-10125时间序号n单位冲激响应序列值单位冲激响应序列h1(n)0102030405060708090100-10125时间序号n单位冲激响应序列值单位冲激响应序列h2(n)结果说明：可以用impz 函数直接求出系统的单位冲激响应序列，也可输入单位冲激序列，用filter 函数求出系统的单位冲激响应序列，两者求得的结果相同。

数字信号处理实验报告

《数字信号处理》—实验指导数字信号处理课程组电子与信息工程学院班级：姓名：学号：综合评定：成绩：指导教师签字：实验一典型离散信号及其MATLAB 实现一、实验目的1．掌握MATLAB 语言的基本操作，学习基本的编程功能。

2．掌握MATLAB 产生常用离散时间信号的编程方法。

3．掌握MATLAB 计算卷积的方法。

二、实验原理（一）MATLAB 常用离散时间信号1．单位抽样序列:⎩⎨⎧=01)(n δ 00≠=n n在MATLAB 中可以利用zeros()函数实现。

;1)1();,1(==x N zeros x如果)(n δ在时间轴上延迟了k 个单位，得到)(k n -δ即：⎩⎨⎧=-01)(k n δ 0≠=n kn2．单位阶跃序列:⎩⎨⎧01)(n u<≥n n 在MATLAB 中可以利用ones()函数实现。

);,1(N ones x =3．正弦序列:)/2sin()(ϕπ+=Fs fn A n x在MATLAB 中:)/***2sin(*1:0fai Fs n f pi A x N n +=-=4．复正弦序列:n j e n x ϖ=)(在MATLAB 中:)**ex p(1:0n w j x N n =-=5．指数序列:na n x =)(在MATLAB 中:na x N n .^1:0=-=6.y=fliplr(x)——信号的翻转； y=square(x)——产生方波信号y=sawtooth(x)——产生锯齿波信号； y=sinc(x)——产生sinc 函数信号。

（二）离散时间信号的卷积由于系统的零状态响应是激励与系统的单位取样响应的卷积，因此卷积运算在离散时间信号处理领域被广泛应用。

离散时间信号的卷积定义为∑∞-∞=-==m m n h m x n h n x n y )()()(*)()(可见，离散时间信号的卷积运算是求和运算，因而常称为“卷积和”。

MATLAB 求离散时间信号卷积和的命令为conv ，其语句格式为y=conv(x,h)其中，x 与h 表示离散时间信号值的向量；y 为卷积结果。

数字信号处理实验报告

数字信号处理实验报告一、实验目的本次数字信号处理实验的主要目的是通过实际操作和观察，深入理解数字信号处理的基本概念和方法，掌握数字信号的采集、处理和分析技术，并能够运用所学知识解决实际问题。

二、实验设备与环境1、计算机一台，安装有 MATLAB 软件。

2、数据采集卡。

三、实验原理1、数字信号的表示与采样数字信号是在时间和幅度上都离散的信号，可以用数字序列来表示。

在采样过程中，根据奈奎斯特采样定理，为了能够准确地恢复原始信号，采样频率必须大于信号最高频率的两倍。

2、离散傅里叶变换（DFT）DFT 是将时域离散信号变换到频域的一种方法。

通过 DFT，可以得到信号的频谱特性，从而分析信号的频率成分。

3、数字滤波器数字滤波器是对数字信号进行滤波处理的系统，分为有限冲激响应（FIR）滤波器和无限冲激响应（IIR）滤波器。

FIR 滤波器具有线性相位特性，而 IIR 滤波器则在性能和实现复杂度上有一定的优势。

四、实验内容与步骤1、信号的采集与生成使用数据采集卡采集一段音频信号，或者在 MATLAB 中生成一个模拟信号，如正弦波、方波等。

2、信号的采样与重构对采集或生成的信号进行采样，然后通过插值算法重构原始信号，观察采样频率对重构信号质量的影响。

3、离散傅里叶变换对采样后的信号进行DFT 变换，得到其频谱，并分析频谱的特点。

4、数字滤波器的设计与实现（1）设计一个低通 FIR 滤波器，截止频率为给定值，观察滤波前后信号的频谱变化。

（2）设计一个高通 IIR 滤波器，截止频率为给定值，比较滤波前后信号的时域和频域特性。

五、实验结果与分析1、信号的采集与生成成功采集到一段音频信号，并在MATLAB 中生成了各种模拟信号，如正弦波、方波等。

通过观察这些信号的时域波形，对不同类型信号的特点有了直观的认识。

2、信号的采样与重构当采样频率足够高时，重构的信号能够较好地恢复原始信号的形状；当采样频率低于奈奎斯特频率时，重构信号出现了失真和混叠现象。

数字信号处理实验参考书

目录目录 (1)实验一信号、系统及系统响应 (2)实验二应用FFT对信号进行频谱分析 (6)实验三用双线性变换法设计IIR滤波器 (11)实验四用窗函数设计FIR滤波器 (16)附录A C语言实现数字信号处理算法 (21)附录B MATLAB的信号表示和处理 (32)附录C MATLAB 下的数字信号处理实现示例 (56)附录D MA TLAB 下的数字滤波器设计示例 (64)实验一信号、系统及系统响应一．实验目的1． 1．熟悉理想采样的性质，了解信号采样前后的频谱变化，加深对采样定理的理解。

2． 2．熟悉离散信号何系统的时域特性。

3． 3．熟悉线性卷积的计算编程方法：利用卷积的方法，观察、分析系统响应的时域特性。

4． 4．掌握序列傅氏变换的计算机实现方法，利用序列的傅氏变换对离散信号、系统及系统响应进行频域分析。

二．实验原理（一）连续时间信号的采样采样是从连续信号到离散时间信号的过渡桥梁，对采样过程的研究不仅可以了解采样前后信号时域何频域特性发生的变化以及信号内容不丢失的条件，而且有助于加深对拉氏变换、傅氏变换、Z 变换和序列傅氏变换之间关系的理解。

对一个连续时间信号进行理想采样的过程可以表示为信号与一个周期冲激脉冲的乘积，即：)()()(t M t x t x a a = （1-1）其中，)(t x a 是连续信号)(t x a 的理想采样，)(t M 是周期冲激脉冲∑+∞-∞=-=n nT t t M )()(δ（1-2）此时，采样信号)(t x a 的拉氏变换可以表示为：∑⎰+∞-∞=+∞∞-Ω-=m s a a jm s X T s X )(1)( ,其中)(s X a 是信号)(t x a 的拉氏变换作为拉氏变换的一种特例，信号理想采样的傅立叶变换为：∑+∞-∞=Ω-Ω=Ωm s a a jm j XT j X )(1)( （1-3）由（1-3）式可知，信号理想采样后的频谱式原来信号频谱的周期延拓，其延拓周期等于采样频率。

《数字信号处理》实验教学大纲

《数字信号处理》实验教学大纲实验名称：数字信号处理实验学时：8学时适用专业：电子信息工程专业、通信工程专业执笔人：李永全审订人：刘益成一、实验的目的与任务数字信号处理主要研究如何对信号进行分析、变换、综合、估计与识别等加工处理的基本理论和方法。

通过实验，使学生巩固所学基本理论，掌握最基本的数字信号处理的理论和方法，提高综合运用所学知识，提高计算机编程的能力。

进一步加强学生独立分析问题、解决问题的能力、综合设计及创新能力的培养，同时注意培养学生实事求是、严肃认真的科学作风和良好的实验习惯，为今后的工作打下良好的基础。

二、教学基本要求1．在开始实验前，要求学生必须较为熟练地掌握所使用的计算机语言和仪器设备的使用，以及程序的调试方法及技巧。

2．实验前要作好充分准备，包括程序、所需数据、调试步骤、测试方法、对运行结果的分析等。

3．能根据需要查阅参考书、手册，通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己独立分析问题、解决问题，具有一定的开发能力和创新能力。

4．实验时要遵守实验室的规章制度，爱护实验设备，要熟悉与实验有关的系统软件的使用方法。

5．能独立撰写设计说明，准确分析实验结果，设计程序。

6．每个实验完成后，应写出实验报告。

三、实验项目与类型四、实验教学内容及学时分配实验一离散时间信号分析 (2学时)1．目的要求掌握两个序列的相加、相乘、移位、反褶、卷积等基本运算。

2．方法原理参考《数字信号处理》教材的离散系统时域分析一章。

3．主要实验仪器及材料微型计算机、Matlab6.5教学版、TC编程环境。

4．掌握要点掌握用Matlab软件或C语言设计流程，重点是画出两个序列运算前后的图形。

5．实验内容（1）用Matlab或C语言编制两个序列的相加、相乘、移位、反褶、卷积等的程序；（2）画出画出两个序列运算以后的图形；（3）对结果进行分析；（4）完成实验报告。

实验二离散时间系统分析 (2学时) 1．目的要求掌握离散时间信号与系统的时域分析方法和频率分析方法。

数字信号处理--实验三

一、实验目的1．了解工程上两种最常用的变换方法：脉冲响应不变法和双线性变换法。

2．掌握双线性变换法设计IIR 滤波器的原理及具体设计方法，熟悉用双线性设计法设计低通、带通和高通IIR 数字滤波器的计算机程序.3．观察用双线性变换法设计的滤波器的频域特性，并与脉冲响应不变法相比较,了解双线性变换法的特点。

4．熟悉用双线性变换法设计数字Butterworth 和Chebyshev 滤波器的全过程。

5．了解多项式乘积和多项式乘方运算的计算机编程方法。

二、实验原理与方法从模拟滤波器设计IIR 数字滤波器具有四种方法：微分－差分变换法、脉冲响应不变法、双线性变换法、z 平面变换法。

工程上常用的是其中的两种:脉冲响应不变法、双线性变换法。

脉冲响应不变法需要经历如下基本步骤：由已知系统传输函数H(S)计算系统冲激响应h(t)；对h(t)等间隔采样得到h （n ）=h （n T)；由h （n ）获得数字滤波器的系统响应H （Z)。

这种方法非常直观，其算法宗旨是保证所设计的IIR 滤波器的脉冲响应和模拟滤波器的脉冲响应在采样点上完全一致。

而双线性变换法的设计准则是使数字滤波器的频率响应与参考模拟滤波器的频率响应相似。

脉冲响应不变法一个重要的特点是频率坐标的变换是线性的（），其确定是有频谱的周期延拓效应，存在频谱混叠的现象。

为了克服脉冲响应不变法可能产生的频谱混叠，提出了双线性变换法，它依靠双线性变换式：，，其中 ,建立其S 平面和Z 平面的单值映射关系，数字域频率和模拟域频率的关系是： , （3－1）由上面的关系式可知,当时，终止在折叠频率处,整个轴单值的对应于单位圆的一周。

因此双线性变换法不同于脉冲响应不变法，不存在频谱混叠的问题。

从式（3－1）还可以看出，两者的频率不是线性关系。

这种非线性关系使得通带截至频率、过渡带的边缘频率的相对位置都发生了非线性畸变。

这种频率的畸变可以通过预畸变来校正。

用双线性变换法设计数字滤波器时，一般总是先将数字滤波器的个临界频率经过式（3－1）的频率预畸变,求得相应参考模拟滤波器的个临界频率，然后设计参考模拟滤波器的传递函数，最后通过双T Ω=ω1111--+-=z z s s s z -+=11Ω+=j s σωj re z =)2/(ωtg =Ω)(2Ω=arctg ω∞→Ωωπω=Ωj线性变换式求得数字滤波器的传递函数。

数字信号处理实验三

数字信号处理实验三数字信号处理实验三是针对数字信号处理课程的一项实践性任务。

本实验旨在通过实际操作，加深对数字信号处理理论的理解，并培养学生的实验能力和问题解决能力。

在本实验中，我们将学习和实践以下内容：1. 实验目的本实验的目的是通过使用MATLAB软件进行数字信号处理，加深对数字信号处理基本概念和算法的理解，掌握数字信号的采样、量化、滤波等基本操作。

2. 实验器材在本实验中，我们将使用以下器材：- 个人计算机- MATLAB软件3. 实验步骤本实验的具体步骤如下：步骤一：信号生成首先，我们需要生成一个模拟信号，可以是正弦信号、方波信号或其他类型的信号。

在MATLAB中，我们可以使用相关函数生成这些信号。

生成信号的目的是为了后续的数字信号处理操作提供输入。

步骤二：信号采样在本步骤中，我们将对生成的模拟信号进行采样。

采样是指在一定的时间间隔内对信号进行离散化处理，得到离散时间上的信号序列。

在MATLAB中，我们可以使用采样函数对信号进行采样。

步骤三：信号量化在本步骤中，我们将对采样后的信号进行量化。

量化是指将连续的信号离散化为一组离散的幅值。

在MATLAB中，我们可以使用量化函数对信号进行量化。

步骤四：信号滤波在本步骤中，我们将对量化后的信号进行滤波。

滤波是指通过一系列滤波器对信号进行处理，以去除不需要的频率成分或噪声。

在MATLAB中，我们可以使用滤波函数对信号进行滤波。

步骤五：信号重构在本步骤中，我们将对滤波后的信号进行重构。

重构是指将离散化的信号恢复为连续的信号。

在MATLAB中，我们可以使用重构函数对信号进行重构。

步骤六：信号分析在本步骤中，我们将对重构后的信号进行分析。

分析是指对信号的频谱、功率等特性进行分析，以了解信号的特点和性能。

在MATLAB中，我们可以使用分析函数对信号进行分析。

4. 实验结果在完成以上步骤后，我们可以得到经过数字信号处理的结果。

这些结果可以是经过采样、量化、滤波和重构后的信号波形，也可以是信号的频谱、功率等特性。

《数字信号处理》实验指导书(全)

数字信号处理实验指导书电子信息工程学院2012年6月目录实验一离散信号产生和基本运算 (3)实验二基于MATLAB的离散系统时域分析 (7)实验三基于ICETEK-F2812-A 教学系统软件的离散系统时域分析 (9)实验四基于MATLAB 的FFT 算法的应用 (16)实验五基于ICETEK-F2812-A 的FFT 算法分析 (18)实验六基于ICETEK-F2812-A 的数字滤波器设计 (20)实验七基于ICETEK-F2812-A的交通灯综合控制 (24)实验八基于BWDSP100的步进电机控制 (26)实验一离散信号产生和基本运算一、实验目的（1）掌握MATLAB最基本的矩阵运算语句。

（2）掌握对常用离散信号的理解与运算实现。

二、实验原理1.向量的生成a.利用冒号“：”运算生成向量，其语句格式有两种：A=m:nB=m:p:n第一种格式用于生成不长为1的均匀等分向量，m和n分别代表向量的起始值和终止值，n>m 。

第二种格式用于生成步长为p的均匀等分的向量。

b.利用函数linspace()生成向量，linspace()的调用格式为：A=linspace(m,n)B=linspace(m,n,s)第一种格式生成从起始值m开始到终止值n之间的线性等分的100元素的行向量。

第二种格式生成从起始值m开始到终止值n之间的s个线性等分点的行向量。

2.矩阵的算术运算a．加法和减法对于同维矩阵指令的A+BA-B对于矩阵和标量（一个数）的加减运算，指令为：A+3A-9b．乘法和除法运算A*B 是数学中的矩阵乘法，遵循矩阵乘法规则A．*B 是同维矩阵对应位置元素做乘法B=inv（A）是求矩阵的逆A/B 是数学中的矩阵除法，遵循矩阵除法规则A．/B 是同维矩阵对应位置元素相除另'A表示矩阵的转置运算3.数组函数下面列举一些基本函数，他们的用法和格式都相同。

sin(A),cos(A),exp(A),log(A)(相当于ln)sqrt(A)开平方 abs(A)求模 real(A)求实部 imag(A)求虚部式中A 可以是标量也可以是矩阵例：利用等差向量产生一个正弦值向量 t=0:0.1:10 A=sin(t) plot(A)这时候即可看到一个绘有正弦曲线的窗口弹出另：每条语句后面加“；”表示不要显示当前语句的执行结果不加“；”表示要显示当前语句的执行结果。

数字信号处理实验报告

数字信号处理实验报告数字信号处理实验报告一、实验目的本实验旨在通过数字信号处理的方法，对给定的信号进行滤波、频域分析和采样率转换等操作，深入理解数字信号处理的基本原理和技术。

二、实验原理数字信号处理（DSP）是一种利用计算机、数字电路或其他数字设备对信号进行各种处理的技术。

其主要内容包括采样、量化、滤波、变换分析、重建等。

其中，滤波器是数字信号处理中最重要的元件之一，它可以用来提取信号的特征，抑制噪声，增强信号的清晰度。

频域分析是指将时域信号转化为频域信号，从而更好地理解信号的频率特性。

采样率转换则是在不同采样率之间对信号进行转换，以满足不同应用的需求。

三、实验步骤1.信号采集：首先，我们使用实验室的信号采集设备对给定的信号进行采集。

采集的信号包括噪声信号、含有正弦波和方波的混合信号等。

2.数据量化：采集到的信号需要进行量化处理，即将连续的模拟信号转化为离散的数字信号。

这一步通常通过ADC（模数转换器）实现。

3.滤波处理：将量化后的数字信号输入到数字滤波器中。

我们使用不同的滤波器，如低通、高通、带通等，对信号进行滤波处理，以观察不同滤波器对信号的影响。

4.频域分析：将经过滤波处理的信号进行FFT（快速傅里叶变换）处理，将时域信号转化为频域信号，从而可以对其频率特性进行分析。

5.采样率转换：在进行上述处理后，我们还需要对信号进行采样率转换。

我们使用了不同的采样率对信号进行转换，并观察采样率对信号处理结果的影响。

四、实验结果及分析1.滤波处理：经过不同类型滤波器处理后，我们发现低通滤波器可以有效抑制噪声，高通滤波器可以突出高频信号的特征，带通滤波器则可以提取特定频率范围的信号。

这表明不同类型的滤波器在处理不同类型的信号时具有不同的效果。

2.频域分析：通过FFT处理，我们将时域信号转化为频域信号。

在频域分析中，我们可以更清楚地看到信号的频率特性。

例如，对于噪声信号，我们可以看到其频率分布较为均匀；对于含有正弦波和方波的混合信号，我们可以看到其包含了不同频率的分量。

《数字信号处理》实验指导书-新

《数字信号处理》实验指导书陈秋妹编写适用专业：电子信息工程通信工程电子科学与计算机技术浙江理工大学信息电子学院2010年7月前言《数字信号处理》是信息电子，通信工程等本科专业及其他相近专业的一门专业必修课。

通过本课程的学习，学生应掌握以下基本概念、理论和方法：采样定理、离散序列的变换、离散信号的频谱分析；离散系统的传递函数、频率响应、离散系统的基本分析方法；数字滤波器的设计理论、滤波器的软件实现；离散傅立叶变换理论、快速傅立叶变换方法；有限字长效应。

为了使学生更好地理解和深刻地把握这些知识，并在此基础上，训练和培养学生掌握离散系统的基本概念和分析方法，数字滤波器的设计和实现，以及如何利用快速傅立叶变换等DSP技术对数字信号进行分析、滤波等处理，设置了以下三个实验：（1）离散时间序列卷积和MATLAB实现；内容：使用任意的编程语言编制一个程序，实现两个任意有限序列的卷积和。

目的：理解线性非移变系统I/O关系和实现要求：掌握使用计算机实现数字系统的方法（2）FFT算法的MATLAB实现；内容：使用MATLAB编程语言编制一个程序，实现任意有限序列的FFT。

目的：理解FFT算法的意义和实现要求：掌握使用计算机实现FFT算法的方法（3）数字滤波器的设计；内容：使用MATLAB编程语言编制一个程序，实现FIR或IIR滤波器的设计目的：理解数字滤波器的设计技术要求：掌握使用计算机进行数字滤波器设计的方法（4）窗函数设计FIR滤波器；内容：使用MATLAB编程语言编制一个程序，实现FIR或IIR滤波器的设计目的：理解数字滤波器的设计技术要求：掌握使用计算机进行数字滤波器设计的方法该实验指导书是参照该课程的教学大纲而编制的，适合于信息电子工程、通信工程等本科专业及其他相近专业。

数字信号知识预备：一．典型的离散信号 1．单位抽样信号⎩⎨⎧≠==0001)(n n n δ2．脉冲串序列p(n)将)(n δ在时间轴上延迟k 个抽样周期，得⎩⎨⎧≠==-kn kn k n 01)(δ若k 从∞-变到∞+，则的所有移位可形成一个无限长的脉冲串序列p(n)∑∞-∞=-=k k n n p )()(δ3．单位阶跃序列⎩⎨⎧<≥=0001)(n n n u 4．正弦序列 5．复正弦序列 6．指数序列二．离散信号的运算 1．信号的延迟给定离散信号x(n),若信号)(1n y ,)(2n y 分别定义为)(1n y ＝x(n-k) )(2n y =x(n+k)序列下x(n)在某一时刻k 时的值可用)(n δ的延迟来表示，即)(k x =)(n x )(k n -δ2.两个信号的相加和相乘x(n)=x1(n)+x2(n)y(n)=x1(n)x2(n)y(n)=cx(n)3.信号时间尺度的变化y(t)=x(t/a),式中a>0若a>1或a<1呢？4.信号的分解5．信号的变换三．信号的分类1．连续时间信号和离散时间信号2．周期信号和非周期信号3．确定性信号和随机信号4．能量信号和功率信号5．一维信号、二维信号及多通道信号四．噪声x(n)=s(n)+u(n)x(n)=s(n) u(n)五．离散时间系统的基本概念y(n)=T[x(n)]例：一个离散时间系统的输入、输出关系是y(n)=ay(n-1)+x(n)求所给系统的单位抽样响应。

(完整版)数字信号处理实验三

实验三离散时间信号的频域分析实验室名称：信息学院2204 实验时间：2015年10月15日姓名：蒋逸恒学号：20131120038 专业：通信工程指导教师：陶大鹏成绩教师签名:一、实验目的1、对前面试验中用到的信号和系统在频域中进行分析，进一步研究它们的性质。

2、学习离散时间序列的离散时间傅立叶变换（DTFT 、离散傅立叶变换（DFT 和z 变换。

二、实验内容Q3.1在程序P3.1中，计算离散时间傅里叶变换的原始序列是什么？Matlab 命令pause的作用是什么？Q3.2运行程序P3.1，求离散时间傅里叶变换得的实部、虚部以及幅度和香相位谱。

离散时间傅里叶变换是 w 的周期函数吗？若是，周期是多少？描述这四个图形表示的对称性。

Q3.2修改程序P3.1，在范围0W w Wn 内计算如下序列的离散时间傅里叶变换：0.7 0.5e jw 0.3e j2w e j3w1 0.3e jw 0.5e j2w 0.7e j3w并重做习题P3.2，讨论你的结果。

你能解释相位谱中的跳变吗? 可以移除变化。

试求跳变被移除后的相位谱。

Q3.6通过加入合适的注释语句和程序语句，修改程序两个轴加标记。

哪个参数控制时移量？Q3.10通过加入合适的注释语句和程序语句，修改程序两个轴加标记。

哪个参数控制频移量？Q3.14通过加入合适的注释语句和程序语句，修改程序两个轴加标记。

Q3.15运行修改后的程序并讨论你的结果。

Q3.17通过加入合适的注释语句和程序语句，修改程序两个轴加标记。

Q3.20通过加入合适的注释语句和程序语句，修改程序两个轴加标记。

试解释程序怎样进行时间反转运算。

Q3.23编写一个MATLAB?序，计算并画出长度为为值，其中L > N,然后计算并画出L 点离散傅里叶逆变换X[k]。

对不同长度N 和不同的离散傅里叶变换长度L ，运行程序。

讨论你的结果。

U(e jw )MATLAE 命P3.2，对程序生成的图形中的 P3.3，对程序生成的图形中的 P3.4，对程序生成的图形中的P3.5，对程序生成的图形中的 P3.6，对程序生成的图形中的 N 的L 点离散傅里叶变换X[k]的Q3.26在函数circshift 中，命令rem 的作用是什么？ Q3.27解释函数circshift 怎样实现圆周移位运算。

数字信号处理实验指导书(M)

数字信号处理实验电子信息科学与技术实验室2007年7月目录实验一离散时间信号的时域表示 (3)实验二离散信号的卷积和 (6)实验三离散傅立叶变换及其特性验证 (8)实验四信号处理中FFT的应用 (11)实验五离散系统的Z域分析 (15)实验六无限冲激响应(IIR)数字滤波器的三种结构 (19)实验七冲激响应不变法IIR数字滤波器设计 (23)实验八双线性变换法IIR数字滤波器设计 (26)实验一离散时间信号的时域表示一、实验目的1、熟悉Matlab 命令，掌握离散时间信号－序列的时域表示方法。

2、掌握用Matlab 描绘二维图像的方法。

3、掌握用Matlab 对序列进行基本的运算和时域变换的方法。

二、实验原理与计算方法（一）序列的表示方法序列的表示方法有列举法、解析法和图形法，相应的用Matlab 也可以有这样几种表示方法，分别介绍如下：1、列举法在Matlab 中，用一个列向量来表示一个有限长序列，由于一个列向量并不包含位置信息，因此需要用表示位置的n 和表示量值的x 两个向量来表示任意一个序列，如：例1.1：>>n=[-3,-2,-1,0,1,2,3,4]; >>x=[2,1,-1,0,1,4,3,7];如果不对向量的位置进行定义，则Matlab 默认该序列的起始位置为n=0。

由于内存有限，Matlab 不能表示一个无限序列。

2、解析法对于有解析表达式的确定信号，首先定义序列的范围即n 的值，然后直接写出该序列的表达式，如：例1.2：实现实指数序列nn x )9.0()(=，100≤≤n 的Matlab 程序为：>>n=[0:10]; >>x=(0.9).^n;例 1.3：实现正余弦序列)5.0sin(2)31.0cos(3)(n n n x πππ++=，155≤≤n 的Matlab 程序为：>>n=[5:15];>>x=3*cos(0.1*pi*n+pi/3)+2*sin(0.5*pi*n); 3、图形法在Matlab 中用图形法表示一个序列，是在前两种表示方法的基础上将序列的各个量值描绘出来，即首先对序列进行定义，然后用相应的画图语句画图，如：例1.4：绘制在例1.1中用列举法表示的序列的图形，则在向量定义之后加如下相应的绘图语句：>>stem(n,x);此时得到的图形的横坐标范围由向量n 的值决定，为-3到4，纵坐标的范围由向量x 的值决定，为-1到7。

等波纹滤波器在高斯白噪声去除中的应用

编号：毕业设计说明书题目：等波纹数字滤波器的设计及其在高斯白噪声去除中的应用学院：信息与通信学院专业：通信工程学生姓名：韦朝宾学号： 1100210327指导教师：蒋俊正职称：副教授题目类型：理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发√2015年 6 月 19 日随着数字全球化时代的到来，数字信号处理技术已广泛应用在我们生活的各个方面，而数字滤波技术在数字信号处理中发挥着及其重要的作用，例如图像处理，语音去噪，医学成像等等。

利用数字滤波技术可以从复杂的信号中提取出所需频率的信号，从而抑制其他不需要的信号，起到一种过滤的作用。

数字滤波器按照冲激响应类型，分为有限冲激响应数字滤波器FIR和无限冲激响应数字滤波器IIR，这两种数字滤波器是现在的主要发展方向。

本文研究的主要内容是等波纹数字滤波器的设计，并利用该滤波器对信号中的高斯白噪声进行去噪处理。

等波纹数字滤波器在通带和阻带上均具有等波纹的性质。

本文以FIR等波纹低通数字滤波器的设计为例，首先运用凸优化的方法实现该数字滤波器的设计，其次将一段语音进行加噪，即加入一定信噪比的高斯白噪声，然后利用该滤波器对加噪信号进行语音去噪，并和原信号进行对比，在MATLAB上进行仿真。

本次运用的凸二次规划算法可以有效的实现等波纹数字滤波器的设计，是一种可行的办法。

关键词:凸优化；语音去噪；等波纹数字滤波器With the advent of the digital era of globalization, digital signal processing technology has been widely used in all aspects of our lives, and digital filtering technology in digital signal processing (DSP) plays an important role, such as image processing, speech denoising, medical imaging, and so on. From complex signals using digital filtering technology can extract the frequency of the signal, thus inhibiting other unwanted signals, have the effect of a filter. According to the impulse response digital filter type, divided into finite impulse response digital FIR filter and infinite impulse response digital filter IIR, these two kinds of digital filter is the main development direction.This paper studies the main content is corrugated digital filter design, and use the filter to deal with the noise signal in gaussian white noise. Such as corrugated digital filter in passband and resistance with have the nature of the ripples. In this paper, the design of the corrugated such as FIR low pass digital filter as an example, first using convex optimization method to implement the digital filter design, the second will be a speech and noise, in which a certain signal to noise ratio of gaussian white noise, then use the filter to add noise signal speech denoising, and were compared with the original signal, the simulation in MATLAB. The use of convex quadratic programming algorithm can effectively realize such as corrugated digital filter design, it is a feasible way.Keywords: Convex optimization;Speech denoising; Such as corrugated digital filter目录引言 (1)1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景和意义 (1)1.2 数字滤波器的国内外研究现状 (2)1.3 本文的主要结构与要完成的任务 (2)1.3.1本文的结构 (2)1.3.2要实现的内容 (2)2 数字滤波器 (3)2.1 数字滤波器原理 (3)2.2 数字滤波器的分类 (5)2.2.1 IIR数字滤波器 (5)2.2.2 FIR数字滤波器 (7)2.4 等波纹FIR数字滤波器 (9)2.4.1等波纹FIR数字滤波器的原理 (9)2.4.2 FIR数字滤波器的设计方法 (9)3 凸优化方法介绍 (11)3.1 凸优化的基本概念 (11)3.2 凸二次规划的简介 (11)3.2.1凸二次规划的一般模型 (11)3.2.2 QUADPROG函数 (11)4 等波纹数字滤波器的设计 (13)4.1 设计问题的归结 (13)4.1.1确定滤波器性能指标 (13)4.1.2设计问题的数学化 (14)4.1.3建立设计问题 (15)4.2 设计问题的求解 (15)4.3 仿真结果及其性能分析 (16)5 语音信号的采集及去噪 (19)5.1语音信号的采集 (19)5.2 语音信号的去噪 (20)6 结论 (21)谢辞 (23)参考文献 (24)附录 (25)引言数字滤波器是数字信号处理技术中的重要组成部分。