信号处理实验指导
工程信号处理实验
工程信号处理实验1. 实验目的本实验旨在通过处理工程信号，掌握信号处理的基本原理和方法，提高对信号处理算法的理解与应用能力。
2. 实验背景工程信号处理是一门研究如何对信号进行采集、传输、存储、处理和分析的学科。
在实际工程应用中，信号处理技术被广泛应用于通信、图像处理、音频处理、生物医学工程等领域。
通过本实验，我们将学习信号采集、滤波、频谱分析等基本信号处理技术。
3. 实验设备与材料- 信号发生器- 示波器- 模拟滤波器- 数据采集卡- 个人电脑- 实验电路板- 信号处理软件4. 实验步骤4.1 信号发生器设置将信号发生器与示波器连接，设置信号发生器的频率、幅度和波形类型，例如正弦波、方波或三角波。
4.2 信号采集将信号发生器输出的信号通过模拟滤波器，然后连接到数据采集卡。
使用数据采集卡将信号转换为数字信号，并传输到个人电脑。
4.3 信号滤波在个人电脑上使用信号处理软件，对采集到的信号进行滤波处理。
选择适当的滤波器类型（低通、高通、带通或带阻）和截止频率，根据需要对信号进行滤波操作。
4.4 频谱分析利用信号处理软件进行频谱分析，将滤波后的信号进行频谱转换，得到信号的频谱图。
观察频谱图，分析信号的频谱特征。
4.5 实验结果分析根据实验得到的数据和频谱图，进行结果分析。
对滤波效果进行评估，比较不同滤波器类型和截止频率对信号的影响。
5. 实验注意事项- 操作仪器时应注意安全，避免电流过大或触电等意外情况发生。
- 操作示波器时，应先调整示波器的触发、增益和时间基准等参数，确保信号能够正常显示。
- 在进行信号滤波和频谱分析时，应根据实际需要选择合适的滤波器类型和截止频率。
- 实验结束后，应将仪器设备恢复到初始状态，保持实验环境整洁。
6. 实验结果及讨论根据实验数据和频谱图，我们可以看到滤波器对信号的影响。
不同类型的滤波器可以对信号的频率进行选择性的增强或衰减，从而实现对信号的滤波处理。
通过频谱分析，我们可以观察到信号的频谱特征，了解信号的频率分布情况。
信号处理实验三报告
信号处理实验三报告实验三：时域信号的采样与重构一、实验目的1.学习使用示波器进行时域信号采样；2.学习时域信号重构的方法。
二、实验器材1.数字示波器；2.函数发生器；3.电缆。
三、实验原理1.时域信号的采样时域信号的采样是将连续时间的信号转换为离散时间的信号。
采样过程可以理解为在时间轴上以一定的时间间隔取样，得到采样点的幅值。
采样后的信号可以用离散时间信号表示。
2. Nyquist采样定理Nyquist采样定理指出，要恢复一个最高频率为f的连续时间信号，采样频率必须大于2f，即采样定理为Fs > 2f。
这是由于频谱中的高频分量蕴含着较大的信息量，必须以足够高的采样频率进行采样，否则会出现混叠现象。
3.时域信号的重构时域信号的重构是将采样得到的离散时间信号重新转化为连续时间信号的过程。
重构的方法主要有零阶保持插值、线性插值和插值滤波器等。
实验步骤1.连接示波器和函数发生器。
将函数发生器的输出端通过电缆与示波器的输入端连接。
2.设置函数发生器的频率为1kHz，并选择一个适当的幅度。
3.设置示波器的水平和垂直缩放，使信号在示波器的屏幕上能够完整显示。
4.调节示波器的触发方式和触发电平，使信号的波形稳定。
5.通过示波器的采样功能，进行信号的采样。
选择适当的采样率，观察采样得到的离散时间信号。
6. 根据Nyquist采样定理，选择适当的采样率进行采样，并进行离散时间信号的重构。
选择不同的重构方法，如零阶保持插值和线性插值，观察重构后的信号与原信号的差异。
实验结果1.通过示波器的采样功能，得到了采样频率为1kHz的离散时间信号。
2.通过零阶保持插值和线性插值的方法进行重构，观察到重构后的信号与原信号的差异。
可以发现，零阶保持插值会导致信号的平滑度降低，而线性插值能够更好地重构原信号。
实验分析1. 通过实验结果可以验证Nyquist采样定理的正确性。
当采样频率小于2f时，会出现混叠现象，无法正确恢复原信号。
信号分析与处理实验指导书
实验一 信号频谱的测量一、实验目的1、掌握信号频谱的测量方法，加深对周期信号频谱特点的了解。
2、研究矩形脉冲时域周期和脉宽的变化对频谱结构的影响，了解时域和频域间的关系。
3、学习TH-SG01P 型功率函数信号发生器各旋钮、开关的作用及其使用方法。
4、学习虚拟示波器的使用方法。
二、原理及说明1、周期信号的频谱分为幅度谱、相位谱和功率谱三种，分别是信号各频率分量的振幅，初相和功率按频率由低到高依次排列构成的图形。
通常讲的频谱指幅度谱，它可选频表或波形分析仪逐个频率测试而得，也可用频率谱仪直接显示，现在更多的是应用虚拟示波器的FFT 变换来实现。
2、连续周期信号频谱的特点是离散性、谐波性和幅度总趋势的收敛性，可以通过对正弦波、三角波、方波（或矩形脉冲）频谱的具体测试而得到验证。
（1）、正弦波的频谱特别简单，即本身频率的振幅，如图1-1所示。
图1-1 正弦波及其频谱（2）、宽度为2τ，高度为A 的三角波的频谱，当2T τ=时，2()2k k A A Sa π=，如图1-2所示。
图1-2 三角波及其频谱ω12ω1k ω13ω ω1ωAk A13ω15ωω12ω 24/(5)A π24/(3)A π /2A1k ωω1ω24/A πkA（3）、矩形脉冲的频谱，122k k A A Sa Tωττ⎛⎫=⎪⎝⎭。
当为方波2T τ=时，12k k A A Sa ωτ⎛=⎝图1-3 （4）、周期型矩形脉冲的频谱按122k A Sa Tωττ⎛⎫⎪⎝⎭规律变化，它的第一个零点频率2πτ取决于脉宽τ，谱线的疏密取决于周期T 。
当脉宽τ不变时，在20πτ内谱线会增多而变密；当周期T 不变而脉宽τ减小时，其第一零点频率会增高，从而使20πτ内的谱线增多；谱线高度都会因T 增大或τ减小而降低。
因此，信号的波形和其频谱间是一一对应的，它们不过是对同一信号的两种不同描述方式罢了。
在频域中，常把20πτ的一段频率范围定义为信号的有效频带宽度，对于5T τ≥的矩形脉冲，这种定义就比较精确了。
信号分析与处理实验指导书
实验一时域分析实验一.实验目的(1)熟悉MATLAB开发环境。
(2)掌握MATLAB各种表达式的书写规则以及常用函数的使用。
(3)熟悉MATLAB的基本操作(4)熟悉MATLAB中产生信号和绘制信号的基本命令。
(5)熟悉序列的简单运算，如：加法、标量乘法、时间反转、延时、乘法等。
二.实验原理MATLAB (矩阵实验室的简称)是一种专业的计算机程序，用于工程科学的矩阵数学运算。
但在以后的几年内，它逐渐发展为一种极其灵活的计算体系，用于解决各种重要的技术问题。
MA TLAB程序执行MATLAB语言，并提供了一个极其广泛的预定义函数库，这样就使得技术工作变得简单高效。
三.实验任务及步骤1、学习了解MATLAB的实验环境：在Windows桌面上，双击MA TLAB图标，即可进入MA TLAB系统命令窗口。
图1-1 MATLAB系统命令窗口当MA TLAB运行时，有多种类型的窗口，有的用于接收命令，有的用于显示信息。
三个重要的窗口有命令窗口；图像窗口；编辑/调试窗口；它们的作用分别为输入命令；显示图形；充许使用者创建和修改MATLAB程序。
在本节课中我们将会看到这三个窗口的例子。
当MA TLAB程序启动时，一个叫做MATLAB桌面的窗口出现了。
默认的MATLAB桌面结构如图1-1所示。
在MA TLAB集成开发环境下，它集成了管理文件、变量和应用程序的许多编程工具。
在MA TLAB桌面上可以得到和访问的窗口主要有：■命令窗口（The Command Window）■命令历史窗口（The Command History Window）■启动平台（Launch Pad）■编辑调试窗口（The Edit/Debug Window）■工作台窗口和数组编辑器（Workspace Browser and Array Editor）■帮助空间窗口（Help Browser）■当前路径窗口（Current Directory Browser）1.1 命令窗口MA TLAB桌面的右边是命令窗口。
信号处理实验指导书
信号处理实验指导书北京科技大学信息工程学院测控技术与仪器系2006年10月目录实验一典型连续时间信号及其频谱分析 (2)实验二方波信号中时域参数的改变对频谱的影响 (4)实验三周期非正弦信号的分解与合成 (5)实验四信号的抽样及恢复 (7)实验五一阶电路的暂态响应 (9)实验六二阶电路的暂态响应 (11)实验七滤波器特性分析 (12)实验八滤波器设计及性能分析 (15)附录信号与系统模块组成介绍 (18)实验一典型连续时间信号及其频谱分析一．实验目的1．掌握利用傅立叶级数进行频谱分析的方法；2．熟悉典型连续时间信号的时域波形和频域频谱；3．建立信号在时域与频域之间的联系。
二．实验仪器双踪示波器，信号与系统实验平台，计算机（虚拟仪表）三．实验要求1．复习周期信号的三角型傅立叶级数和指数型傅立叶级数的概念及变换公式2．正弦函数的傅立叶变换，复习出8n的各阶级数表达式<3．周期方波函数的傅立叶变换，复习出8n的各阶级数表达式<4．周期三角波函数的傅立叶变换，复习出8n的各阶级数表达式<5．周期半波函数的傅立叶变换，复习出8<n的各阶级数表达式6．周期全波函数的傅立叶变换，复习出8n的各阶级数表达式<四．实验内容1．将信号发生器设置为正弦函数波形，设定适当的幅值，频率从1KHz到50KHz变化，步距5KHz。
利用示波器观察时域波形并记录，在计算机上观察频谱并记录；连接方法：连接P702与P101（P101为毫伏表和DSP输入），并将示波器探头连接TP702。
2．将信号发生器设置为方波函数波形，设定适当的幅值，频率从1KHz到50KHz变化，步距5KHz。
利用示波器观察时域波形并记录，在计算机上观察频谱并记录；3．将信号发生器设置为三角函数波形，设定适当的幅值，频率从1KHz到50KHz变化，步距5KHz。
利用示波器观察时域波形并记录，在计算机上观察频谱并记录；4．将信号发生器设置为半波函数波形，设定适当的幅值，频率从1KHz到50KHz变化，步距5KHz。
《数字信号处理》上机实验指导书
《数字信号处理》上机实验指导书实验1 离散时间信号的产生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，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。
MATLAB 是一套功能强大的工程计算及数据处理软件，广泛应用于工业，电子，医疗和建筑等众多领域。
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，便于用户直观地输出处理结果。
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，并通过MATLAB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的理解。
2．实验要求本实验要求学生运用MATLAB编程产生一些基本的离散时间信号，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。
3．实验原理（1）常见的离散时间信号1）单位抽样序列，或称为离散时间冲激，单位冲激：?(n)???1?0n?0 n?0如果?(n)在时间轴上延迟了k个单位，得到?(n?k)即：?1n?k ?(n?k)??0n?0?2）单位阶跃序列n?0?1 u(n)?n?0?0在MATLAB中可以利用ones( )函数实现。
x?ones(1,N);3）正弦序列x(n)?Acos(?0n??)这里，A,?0,和?都是实数，它们分别称为本正弦信号x(n)的振幅，角频率和初始相位。
f0??02?为频率。
x(n)?ej?n4）复正弦序列5）实指数序列x(n)?A?n（2）MATLAB编程介绍MATLAB是一套功能强大，但使用方便的工程计算及数据处理软件。
其编程风格很简洁，没有太多的语法限制，所以使用起来非常方便，尤其对初学者来说，可以避免去阅读大量的指令系统，以便很快上手编程。
值得注意得就是，MATLAB中把所有参与处理的数据都视为矩阵，并且其函数众多，希望同学注意查看帮助，经过一段时间的训练就会慢慢熟练使用本软件了。
信号处理综合实践
一、引言随着科技的不断发展，信号处理技术在各个领域得到了广泛的应用。
信号处理是指从信号中提取有用的信息，并对信号进行变换、分析、处理和识别的过程。
信号处理技术在通信、图像处理、生物医学、语音识别等领域发挥着至关重要的作用。
为了提高信号处理技术的应用水平，本实践课程将结合实际工程项目，对信号处理技术进行综合实践。
二、实践目的1. 熟悉信号处理的基本概念和常用算法；2. 掌握信号处理在各个领域的应用；3. 培养实际工程项目中信号处理技术的应用能力；4. 提高团队合作和沟通能力。
三、实践内容1. 信号处理基本概念（1）信号的定义及分类信号是表示物理、化学、生物等系统状态的数学模型。
根据信号产生和传输的特点，信号可分为连续信号和离散信号；根据信号取值的特点，信号可分为确定性信号和随机信号。
（2）系统的定义及分类系统是指能够对信号进行变换、处理和识别的设备或装置。
根据系统的工作方式，系统可分为线性时不变系统、线性时变系统、非线性时不变系统和非线性时变系统。
2. 信号处理常用算法（1）傅里叶变换傅里叶变换是信号处理中一种重要的变换方法，可以将信号从时域转换到频域，便于分析信号的频率成分。
（2）快速傅里叶变换（FFT）FFT是一种高效的傅里叶变换算法，广泛应用于实际工程中。
（3）滤波器设计滤波器是一种对信号进行频率选择的装置，常用的滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
3. 信号处理在各个领域的应用（1）通信领域在通信领域，信号处理技术主要用于信号的调制、解调、编码、解码和信道均衡等方面。
（2）图像处理领域在图像处理领域，信号处理技术主要用于图像的增强、复原、分割、识别和压缩等方面。
（3）生物医学领域在生物医学领域，信号处理技术主要用于心电图、脑电图、肌电图等生理信号的采集、分析和处理。
（4）语音识别领域在语音识别领域，信号处理技术主要用于语音信号的预处理、特征提取和模式识别等方面。
四、实践过程1. 实践准备（1）了解信号处理的基本概念和常用算法；（2）收集实际工程项目案例；（3）学习相关软件和工具。
数字信号处理实验指导书(学生版)
“数字信号处理”实验指导书（一）一、实验课程编码：105003 二、实验课程名称：数字信号处理三、实验项目名称： 应用MATLAB 分析离散信号频谱 四、实验目的掌握应用MATLAB 分析离散信号频谱的方法，即熟悉应用MATLAB 分析离散信号的函数。
五、主要设备安装有MATLAB 软件的电脑 六、实验内容编写MATLAB 程序，实现下面题目：1. 用快速卷积法计算下面两个序列的线性卷积。
)()4.0(s )(15n R n in n x =，)(9.0)(20n R n h n =2．已知序列[]()cos 0120n n N Nx n π⎧≤≤-⎪=⎨⎪⎩其它（1）计算该序列DTFT 的表达式()j X e ω，并画出N=10时的()j X e ω曲线； （2）编写MATLAB 程序，利用FFT 函数，计算N ＝10时，序列x [k ]的DTFT 在2m mNπω＝的抽样值。
利用hold 函数，将抽样点画在()j X e ω的曲线上。
3.理解高密度频谱和高分辨率频谱的概念。
设)52.0cos()48.0(co )(n n s n x ππ+=（1） 取0≤n ≤9，求)(1k X（2） 将（1）中的)(x n 补零加长到0≤n ≤99，求)(2k X （3） 增加取样值的个数，取0≤n ≤99，求)(3k X4. 用DFT 对连续信号做谱分析。
设)50cos()100sin()200cos()(t t t t x a πππ++=，用DFT 分析)(t x a 的频谱结构，选择不同的截取长度Tp ，观察截断效应，试用加窗的方法减少谱间干扰。
选取的参数：（1） 频率s s f T Hz f /1 ,400==（2） 采样信号序列)()()(n w nT x n x a =，)(n w 是窗函数。
选取两种窗函数：矩形窗函数)()(n R n w N =和Hamming 窗，后者在程序中调用函数Hamming 产生宽度为N 的Hamming 窗函数向量。
信号处理实验.-.[1-2]
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桂林电子科技大学信息与通信学院
信
息 对
抗
教
研
室
信号处理实验指导.-.彭明
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信号处理实验指导.-.彭明
四、 实验内容
【1】在给出的区间上产生并画出下面序列，x(n)=u(n+2), -5 ≤n≤5
【2】在给出的区间上产生并画出下面序列，x(n)=cos(0.04πn)+0.2ω(n), 0≤n≤50,n其中ω(n) 为均值为0，方差为1的高斯随机序列。
【6】已知 x(n)=[3,10,7,0,-6,4,2]计算 x(n-2),x(n)+x(n-2)和 x(n)*x(n-2)。
桂林电子科技大学信息与通信学院
信
息 对
【5】 已知两个序列 a=[-2 0 1 –1 3]，b=[1 2 0 -1]计算序列卷积。
抗
教
信号x'(t)的波形。
研
室
a.在同一幅图上画出信号 x(t)，0≤t≤4及其在相应范围内的取样序列x(k)。
【思考题】 1. 令 x(n)=sin(
桂林电子科技大学信息与通信学院 信息对抗教研室
信号处理实验指导.-.彭明
2.
信号抽样与重构，已知
ｘa(t)=e-1000|t|绘制其傅立叶变换图。
用两种不同抽样频率进行抽样；
对
ｘa(t)
(1)抽样频率为
FS=5000 样本/S，对
xa(t) xa(t)
进行抽样得
2. 已知有限长度序列
x(n)= {1,2,3,4,5}求离散时间傅立叶变换。
/3))
信号处理实验-信号与系统指导书2017
信号处理实验指导书（信号与系统部分）电子科技大学通信学院崔琳莉何春潘晔杨鍊朱学勇目录目录 (I)第一部分信号与系统实验总体介绍 (2)第二部分信号与系统软件实验 (3)实验项目一：信号的基本表示及时域分析 (3)实验项目二：频域及变换域分析 (8)实验项目三：基于S IMULINK的LTI因果系统的建模 (13)第三部分信号与系统硬件实验 (22)实验项目四-1：连续系统的幅频特性 (22)实验项目四-2：连续信号的采样和恢复 (26)附录一MATLAB基础 (32)附录二信号处理TOOLBOX介绍 (37)附录三信号与系统硬件实验设备介绍 (42)第一部分信号与系统实验总体介绍一、信号与系统实验的任务通过本实验课程，要求学生深入掌握对信号与系统的基本分析方法；加深学生对信号与系统时域、频域和变换域的理解，切实增强学生理论联系实际的能力。
二、信号与系统实验简介本实验课程包含12学时的软件实验和4学时的硬件实验。
软件实验是基于MATLAB 实现信号的表示、时域分析、频域分析、变换域分析，能够设计给定指标的滤波器，运用SIMULINK平台对系统建模。
硬件实验是基于信号系统硬件实验箱，测试系统的幅频特性以及采样定理的验证。
三、信号与系统课程适用的专业通信、电子信息类等专业。
四、信号与系统实验涉及的核心知识点线性时不变系统的冲激响应、卷积和、信号的频谱、系统的频率响应特性、采样及恢复、调制与解调、系统的转移函数，零、极点分布，滤波器设计、SIMULINK使用等。
五、信号与系统实验的重点与难点运用MATLAB对信号与系统的时域、频域分析，设计滤波器，熟练运用SIMULINK仿真平台。
六、考核方式总成绩= （实验现场考核10分+实验报告15分）*4七、总学时本实验课程共计16学时八、教材名称及教材性质V.Oppenheim,A.S.Willsky,S.H.Nawab, Signals&Systems,Prentice-Hall,1999John R.Buck,Michael M.Daniel, Exploration in Signals and Systems Using MATLAB九、参考资料1.蒋绍敏，信号与系统实验，电子科技大学通信学院，2000年7月2.梁虹等，信号与系统分析及MA TLAB实现，电子工业出版社，2002年2月3.S.K.Mitra著，孙洪，于翔宇等译，数字信号处理试验指导书（MA TLAB版），电子工业出版社，2005年1月第二部分 信号与系统软件实验实验项目一信号的基本表示及时域分析一、实验项目名称：信号的基本表示及时域分析二、实验目的与任务：目的：1、掌握几种基本的离散时间信号（包括单位采样序列，单位阶跃序列，单频正弦序列，单频复指数序列，实指数序列等），并能够熟练利用MA TLAB 产生这些信号。
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
《数字信号处理实验》实验1 常用信号产生实验目的：学习用MATLAB编程产生各种常见信号。
实验内容：1、矩阵操作：输入矩阵：x=[1 2 3 4;5 4 3 2;3 4 5 6;7 6 5 4]引用 x的第二、三行；引用 x的第三、四列；求矩阵的转置；求矩阵的逆；2、单位脉冲序列：产生δ（n）函数；产生δ（n-3）函数；3、产生阶跃序列：产生U（n）序列；产生U（n-n0）序列；4、产生指数序列：x(n)=0.5n⎪⎭⎫⎝⎛4 35、产生正弦序列：x=2sin(2π*50/12+π/6)6、产生取样函数：7、产生白噪声：产生[0，1]上均匀分布的随机信号：产生均值为0，方差为1的高斯随机信号：8、生成一个幅度按指数衰减的正弦信号：x(t)=Asin(w0t+phi).*exp(-a*t)9、产生三角波：实验要求：打印出程序、图形及运行结果，并分析实验结果。
实验2 利用MATLAB 进行信号分析实验目的：学习用MATLAB 编程进行信号分析实验内容：1数字滤波器的频率响应：数字滤波器的系统函数为：H(z)=21214.013.02.0----++++z z z z ， 求其幅频特性和相频特性：2、离散系统零极点图：b =[0.2 0.1 0.3 0.1 0.2];a=[1.0 -1.1 1.5 -0.7 0.3];画出其零极点图3、数字滤波器的冲激响应：b=[0.2 0.1 0.3 0.1 0.2];a=[1.0 -1.1 1.5 -0.7 0.3];求滤波器的冲激响应。
4、 计算离散卷积：x=[1 1 1 1 0 0];y=[2 2 3 4];求x(n)*y(n)。
5、 系统函数转换：（1）将H(z)=)5)(2)(3.0()1)(5.0)(1.0(------z z z z z z 转换为直接型结构。
（2）将H （z ）=3213210.31.123.7105.065.06.11-------+--+-zz z z z z 转换为级联型结构。
信号处理实验指导
目录绪论 (1)1离散时间信号和系统分析1.1 离散时间信号产生与运算 (2)1.2 离散时间系统的时域分析 (9)1.3 离散时间系统的频域分析 (13)1.4 离散时间系统频响的零极点确定 (14)2快速傅立叶变换的应用2.1 FFT的计算 (17)2.2 利用FFT进行谱分析 (18)2.3利用FFT实现快速卷积 (19)3数字滤波器的设计3.1数字滤波器的结构 (23)3.2无限冲激响应(IIR)数字滤波器的设计 (25)3.3有限冲激响应(FIR)数字滤波器的设计 (27)4综合应用举例4.1 语音信号处理 (32)4.2 电话拨号音的合成与识别 (32)绪论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。
随着计算机技术和大规模集成电路技术的发展,数字信号处理以其方便、灵活等特点引起人们越来越多的重视。
在40多年的发展过程中,这门学科基本形成了一套完整的理论体系，其中也包括各种快速、优良的算法,而且数字信号处理的理论和技术也在不断、快速地丰富和完善，新理论和新技术也层出不穷。
学习这门课程的过程中，容易使人感到数字信号处理的概念抽象难懂，其中的分析方法与基本理论不容易很好地理解与掌握。
因此，如何理解与掌握课程中的基本概念、基本原理、基本分析方法以及综合应用所学知识解决实际问题的能力，是本课程学习中所要解决的关键问题。
Matlab是一种面向科学和工程的高级语言，现已成为国际上公认的优秀的科技界应用软件，在世界范围内广为流行和使用。
在欧美高等院校里,Matlab已成为大专院校学生、教师的必要基本技能，广泛应用于科学研究、工程计算、教学等。
上世纪90年代末和本世纪初Matlab在我国也被越来越多地应用于科研和教学工作中。
Matlab是一套功能强大的工程计算及数据处理软件，在工业，电子，医疗和建筑等众多领域均被广泛运用。
它是一种面向对象的，交互式程序设计语言，其结构完整又具有优良的可移植性。
硕士信号处理实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景随着信息技术的飞速发展，数字信号处理（DSP）技术已成为通信、图像处理、语音识别等领域的重要工具。
本实验旨在通过一系列实验，加深对数字信号处理基本原理和方法的理解，提高实际应用能力。
二、实验目的1. 理解数字信号处理的基本概念和原理。
2. 掌握常用信号处理算法的MATLAB实现。
3. 培养分析和解决实际问题的能力。
三、实验内容本实验共分为五个部分，具体如下：1. 离散时间信号的基本操作（1）实验目的：熟悉离散时间信号的基本操作，如加法、减法、乘法、除法、延时、翻转等。
（2）实验步骤：- 使用MATLAB生成两个离散时间信号。
- 对信号进行基本操作，如加法、减法、乘法、除法、延时、翻转等。
- 观察并分析操作结果。
2. 离散时间系统的时域分析（1）实验目的：掌握离散时间系统的时域分析方法，如单位脉冲响应、零状态响应、零输入响应等。
（2）实验步骤：- 使用MATLAB设计一个离散时间系统。
- 计算系统的单位脉冲响应、零状态响应和零输入响应。
- 分析系统特性。
（1）实验目的：掌握离散时间信号的频域分析方法，如快速傅里叶变换（FFT）、离散傅里叶变换（DFT）等。
（2）实验步骤：- 使用MATLAB生成一个离散时间信号。
- 对信号进行FFT和DFT变换。
- 分析信号频谱。
4. 数字滤波器的设计与实现（1）实验目的：掌握数字滤波器的设计与实现方法，如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器等。
（2）实验步骤：- 使用MATLAB设计一个低通滤波器。
- 使用窗函数法实现滤波器。
- 对滤波器进行性能分析。
5. 信号处理在实际应用中的案例分析（1）实验目的：了解信号处理在实际应用中的案例分析，如语音信号处理、图像处理等。
（2）实验步骤：- 选择一个信号处理应用案例。
- 分析案例中使用的信号处理方法。
- 总结案例中的经验和教训。
四、实验结果与分析1. 离散时间信号的基本操作实验结果表明，离散时间信号的基本操作简单易懂，通过MATLAB可以实现各种操作，方便快捷。
信号处理的实验报告
一、实验目的1. 理解信号处理的基本概念和方法。
2. 掌握信号时域和频域分析的基本方法。
3. 熟悉常用信号处理算法的应用。
4. 提高信号处理实验技能。
二、实验原理信号处理是研究信号的获取、传输、处理、分析和解释的一门学科。
本实验主要研究以下内容：1. 信号时域分析：通过对信号进行时域变换，分析信号的时域特性。
2. 信号频域分析：通过对信号进行频域变换，分析信号的频域特性。
3. 信号处理算法：学习常用的信号处理算法，如滤波、压缩、解调等。
三、实验内容1. 信号时域分析（1）实验目的：观察和分析信号的时域特性。
（2）实验步骤：① 利用MATLAB生成一个简单的信号（如正弦波、方波等）；② 绘制信号的时域波形图；③ 分析信号的时域特性，如幅度、频率、相位等。
2. 信号频域分析（1）实验目的：观察和分析信号的频域特性。
（2）实验步骤：① 对时域信号进行快速傅里叶变换（FFT）；② 绘制信号的频域谱图；③ 分析信号的频域特性，如频谱分布、带宽等。
3. 信号处理算法（1）实验目的：掌握常用信号处理算法的应用。
（2）实验步骤：① 对信号进行滤波处理，如低通滤波、高通滤波等；② 对信号进行压缩处理，如均方根压缩、对数压缩等；③ 对信号进行解调处理，如幅度解调、相位解调等。
四、实验结果与分析1. 信号时域分析结果（1）正弦波信号的时域波形图显示了信号的幅度、频率和相位。
（2）方波信号的时域波形图显示了信号的幅度、频率和相位。
2. 信号频域分析结果（1）正弦波信号的频域谱图显示了信号的频率成分。
（2）方波信号的频域谱图显示了信号的频率成分。
3. 信号处理算法结果（1）低通滤波处理后的信号降低了高频成分，保留了低频成分。
（2）均方根压缩处理后的信号降低了信号的动态范围，提高了信噪比。
（3）幅度解调处理后的信号恢复了原始信号的幅度信息。
五、实验结论通过本次实验，我们掌握了信号处理的基本概念和方法，熟悉了信号时域和频域分析的基本方法，了解了常用信号处理算法的应用。
语音信号处理实验指导书
语音信号处理实验指导书实验一：语音信号的采集与播放实验目的：了解语音信号的采集与播放过程，掌握采集设备的使用方法。
实验器材：1. 电脑2. 麦克风3. 扬声器或者耳机实验步骤：1. 将麦克风插入电脑的麦克风插孔。
2. 打开电脑的录音软件（如Windows自带的录音机）。
3. 在录音软件中选择麦克风作为录音设备。
4. 点击录音按钮开始录音，讲话或者唱歌几秒钟。
5. 点击住手按钮住手录音。
6. 播放刚刚录制的语音，检查录音效果。
7. 将扬声器或者耳机插入电脑的音频输出插孔。
8. 打开电脑的音频播放软件（如Windows自带的媒体播放器）。
9. 选择要播放的语音文件，点击播放按钮。
10. 检查语音播放效果。
实验二：语音信号的分帧与加窗实验目的：了解语音信号的分帧和加窗过程，掌握分帧和加窗算法的实现方法。
实验器材：1. 电脑2. 麦克风3. 扬声器或者耳机实验步骤：1. 使用实验一中的步骤1-5录制一段语音。
2. 将录制的语音信号进行分帧处理。
选择合适的帧长和帧移参数。
3. 对每一帧的语音信号应用汉明窗。
4. 将处理后的语音帧进行播放，检查分帧和加窗效果。
实验三：语音信号的频谱分析实验目的：了解语音信号的频谱分析过程，掌握频谱分析算法的实现方法。
实验器材：1. 电脑2. 麦克风3. 扬声器或者耳机实验步骤：1. 使用实验一中的步骤1-5录制一段语音。
2. 将录制的语音信号进行分帧处理。
选择合适的帧长和帧移参数。
3. 对每一帧的语音信号应用汉明窗。
4. 对每一帧的语音信号进行快速傅里叶变换（FFT）得到频谱。
5. 将频谱绘制成图象，观察频谱的特征。
6. 对频谱进行谱减法处理，去除噪声。
7. 将处理后的语音帧进行播放，检查频谱分析效果。
实验四：语音信号的降噪处理实验目的：了解语音信号的降噪处理过程，掌握降噪算法的实现方法。
实验器材：1. 电脑2. 麦克风3. 扬声器或者耳机实验步骤：1. 使用实验一中的步骤1-5录制一段带噪声的语音。
测试技术与信号处理 实验实验指导书
实验一 周期信号波形的叠加本实验是用计算机仿真的方法来观察周期信号叠加的原理及过程。
一、实验目的通过运行、观察各次谐波合成三种非正弦周期信号（方波、锯齿波、三角波）的过程，以及改变某次谐波的幅值或相位角值对合成波所产生的影响，以加深对周期信号频谱结构和叠加原理的认识。
二、实验前预习内容（P6-P8页预习报告） 三、实验原理根据傅里叶级数的理论，凡满足狄里赫利条件的周期信号x （t ）都可以展开为0001()(cos sin )n n n x t a a n t b n t ωω∞==++∑∑∞=++=100)sin(n n n t n A a ϕω这说明周期信号是由一个或几个，乃至无穷多个不同频率、不同幅值和不同相位的谐波叠加而成的，因此可以用谐波信号叠加合成出复杂的周期信号。
四、实验设备计算机及本实验仿真软件。
五、软件启动及说明：1． 启动计算机并找到本实验仿真软件的子目录，点击执行文件“测试技术实验.exe ”则出现一个封面，点击“进入”后，进入本实验界面。
2． 进入界面后，点击工具栏上的“实验一”，即可进入实验，接着请在出现的对话框上选择波形和填写“改阶次”、“振幅比”、“相位差”、“直接显阶”参数，输入数据的时候请从主键盘输入，小键盘已经被锁定；本软件预设置的是方波、改阶＝0、振幅比＝1、相位差＝0、直接显阶＝1。
参数说明：TYPE —— 波形代号（1—方波；2—锯齿波；3—三角波） 改阶—— 要改变某谐波的幅值或初相角的阶次，不改则输入零。
振幅比—— 由改阶次所确定的那阶谐波改变后的振幅与其原理论振幅之比。
本实验的理论方波、锯齿波、三角波的幅值均设计为1。
相位差——由改阶次确定的那阶谐波改变后的相位角与其原来相位角之差。
直接显阶 ——不依次运行，而直接显示合成至某阶的合成波形图。
n —— 当前谐波的阶次（运行某波形所达到的阶次） A —— 振幅 ϕ —— 相位角3． 点击“继续”键后则自动显示出相关图形，屏幕上方显示当前波的参数，下方显示输入的各参数。
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目录绪论 (1)1离散时间信号和系统分析1.1 离散时间信号产生与运算 (2)1.2 离散时间系统的时域分析 (9)1.3 离散时间系统的频域分析 (13)1.4 离散时间系统频响的零极点确定 (14)2快速傅立叶变换的应用2.1 FFT的计算 (17)2.2 利用FFT进行谱分析 (18)2.3利用FFT实现快速卷积 (19)3数字滤波器的设计3.1数字滤波器的结构 (23)3.2无限冲激响应(IIR)数字滤波器的设计 (25)3.3有限冲激响应(FIR)数字滤波器的设计 (27)4综合应用举例4.1 语音信号处理 (32)4.2 电话拨号音的合成与识别 (32)绪论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。
随着计算机技术和大规模集成电路技术的发展,数字信号处理以其方便、灵活等特点引起人们越来越多的重视。
在40多年的发展过程中,这门学科基本形成了一套完整的理论体系，其中也包括各种快速、优良的算法,而且数字信号处理的理论和技术也在不断、快速地丰富和完善，新理论和新技术也层出不穷。
学习这门课程的过程中，容易使人感到数字信号处理的概念抽象难懂，其中的分析方法与基本理论不容易很好地理解与掌握。
因此，如何理解与掌握课程中的基本概念、基本原理、基本分析方法以及综合应用所学知识解决实际问题的能力，是本课程学习中所要解决的关键问题。
Matlab是一种面向科学和工程的高级语言，现已成为国际上公认的优秀的科技界应用软件，在世界范围内广为流行和使用。
在欧美高等院校里,Matlab已成为大专院校学生、教师的必要基本技能，广泛应用于科学研究、工程计算、教学等。
上世纪90年代末和本世纪初Matlab在我国也被越来越多地应用于科研和教学工作中。
Matlab是一套功能强大的工程计算及数据处理软件，在工业，电子，医疗和建筑等众多领域均被广泛运用。
它是一种面向对象的，交互式程序设计语言，其结构完整又具有优良的可移植性。
它在矩阵运算，数字信号处理方面有强大的功能。
另外，Matlab提供了方便的绘图功能，便于用户直观地输出处理结果。
本文通过Matlab系列仿真，旨在掌握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Matlab计算机编程的能力。
进一步加强独立分析问题、解决问题的能力、综合设计及创新能力的培养，同时注意培养实事求是、严肃认真的科学作风和良好的实验习惯。
1. 离散时间信号和系统分析1.1 离散时间信号产生与运算本节的目的是使读者熟悉Matlab 中离散时间信号产生和信号运算的基本命令。
几种常用的序列如下： （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例如，下列程序N = input ('Type in length of sequence = ');n=0:N-1; x=zeros(1,N); x(1)=1; stem(n,x);xlabel('n');ylabel('x(n)'); title('单位抽样序列 N 取10');输入Type in length of sequence = 10，可产生（2）单位阶跃序列⎩⎨⎧01)(n u00<≥n n 在MATLAB 中可以利用ones()函数实现：);,1(N ones x =例如，下列程序N = input ('Type in length of sequence = ');n=0:N-1; x=ones(1,N); stem(n,x);xlabel('n');ylabel('x(n)');title('单位阶越序列 N 取10');输入Type in length of sequence = 10，可产生（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 +=-=例如，下列程序a = input('Type in a = ');b = input('Type in b = ');A = input('Type in the gain constant = '); N = input ('Type in length of sequence = ');n = 0:N; x = A*sin(a*pi*n+pi/b); stem(n,x); title('正弦序列');xlabel('Time index n');ylabel('Amplitude');输入Type in a = 0.1，Type in b = 2，Type in the gain constant = 3，Type in length of sequence = 40，可产生（4）指数序列n a n x =)(在MATLAB 中：na x N n .^1:0=-=例如，下列程序a = input('Type in exponent = ');K = input('Type in the gain constant = '); N = input ('Type in length of sequence = '); n = 0:N; x = K*a.^n; stem(n,x);xlabel('Time index n');ylabel('Amplitude'); title([' 指数序列 alpha = ',num2str(a)]);输入Type in exponent = 2，Type in the gain constant = 1，Type in length of sequence = 20，可产生如下结果（5）复指数序列n j e n x ϖ=)(在MATLAB 中：)**ex p(1:0n w j x N n =-=例如，下列程序a = input('Type in real exponent = ');b = input('Type in imaginary exponent = ');c = a + b*i;K = input('Type in the gain constant = '); N = input ('Type in length of sequence = '); n = 1:N; x = K*exp(c*n);subplot(211); stem(n,real(x));ylabel('Amplitude'); title('复指数序列 Real part'); subplot(212); stem(n,imag(x)); xlabel('Time index n'); ylabel('Amplitude');title('复指数序列 Imaginary part');输入Type in real exponent = 0.2，Type in imaginary exponent = 0.2，Type in the gain constant = 2，Type in length of sequence = 40，可产生如下结果（6）Sinc 函数{0,)sin(0,1)(≠==t tt t t Sinc nππ在MATLAB 中：),()(sin 10:01.0:10x t plot t c x t =-=例如，下列程序t=-10:0.01:10;x=sinc(t); plot(t,x);xlabel('t');ylabel('x(t)'); title('Sinc 函数');可产生（7）随即序列例如，下列程序clf;R=51;d=0.8*(rand(R,1)-0.5);m=0:R-1;stem(m,d','b');title('随机序列');xlabel('k');ylabel('f(k)');可产生序列的基本运算有：（1）序列加法和乘法在MATLAB中：x= c+ b；y= c.* b；例如，下列程序%取a=[2，1, 3, 4]，b=[0，1，2, 3, 1]m=1:4;a=[2 1 3 4];c=[2 1 3 4 0];n=1:5;b=[0 1 2 3 1];c=[a zeros(1)];x=c+b;y=c.*b;subplot(4,1,1); stem(m,a);xlabel('m');ylabel('a(m)');subplot(4,1,2); stem(n,b);xlabel('n');ylabel('b(n)');subplot(4,1,3); stem(n,x);xlabel('n');ylabel('x(n)');title('序列的加法');subplot(4,1,4); stem(n,y);xlabel('n');ylabel('y(n)') ;title('序列的乘法');可产生（2）序列的卷积在MATLAB中：c=conv(a,b)；例如，下列程序a=input('Type in the first sequence =');b=input('Type in the second sequence =');c=conv(a,b);M=length(c)-1; n=0:1:M;disp('output sequence ='); disp(c)；stem(n,c)；xlabel('Time index n'); ylabel('Amplitude');title('序列的卷积');输入Type in the first sequence =[1 2 3]，Type in the second sequence =[4 5 6]，可产生：output sequence =4 13 28 27 181.2 离散时间系统的时域分析对线性离散时间系统，若y1[n]和y2[n]分别是输入序列x1[n]和x2[n]的响应，则输入x[n]=ax1[n]+bx2[n]的输出响应为y[n]=ay1[n]+by2[n]式中叠加性质对任意常数a和b以及任意输入x1[n]和x2[n]都成立。