数字信号实验一(华电版)

大学数字实验报告

实验名称：数字信号处理实验实验日期：2023年3月15日实验地点：大学计算机实验室实验目的：1. 理解数字信号处理的基本概念和原理。

2. 掌握数字滤波器的设计和实现方法。

3. 学会使用数字信号处理软件进行实验和分析。

4. 培养实验操作能力和数据分析能力。

实验原理：数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）是利用计算机或专用处理硬件对数字信号进行操作的一门技术。

它包括信号的采样、量化、滤波、变换、压缩、解压缩等处理过程。

本实验主要涉及数字滤波器的设计和实现。

实验仪器：1. 实验计算机2. 数字信号处理软件（如MATLAB）3. 示波器4. 音频播放器实验内容：一、实验一：数字滤波器的基本概念1. 实验目的：理解数字滤波器的基本概念，掌握滤波器的类型和特点。

2. 实验步骤：a. 在MATLAB中创建一个简单的数字滤波器模型，例如低通滤波器。

b. 使用MATLAB的内置函数进行滤波器的设计，并观察滤波器的频率响应。

c. 分析滤波器的性能，包括通带、阻带、过渡带等。

3. 实验结果：a. 设计了一个低通滤波器，其截止频率为1000Hz。

b. 频率响应显示，在截止频率以下，滤波器对信号有较好的抑制效果；在截止频率以上，滤波器对信号有较好的通过效果。

c. 分析结果表明，该滤波器满足实验要求。

二、实验二：FIR滤波器的设计1. 实验目的：掌握FIR滤波器的设计方法，学会使用MATLAB进行FIR滤波器的设计和实现。

2. 实验步骤：a. 设计一个具有线性相位特性的FIR滤波器，例如汉明窗设计。

b. 使用MATLAB的内置函数进行滤波器的设计，并观察滤波器的频率响应。

c. 对滤波器进行时域和频域分析，评估滤波器的性能。

3. 实验结果：a. 设计了一个具有线性相位特性的低通FIR滤波器，其截止频率为1000Hz。

b. 频率响应显示，该滤波器具有较好的线性相位特性，且在截止频率以下对信号有较好的抑制效果。

数字信号处理实验

数字信号处理实验实验一信号、系统及系统响应1、实验目的认真复习采样理论、离散信号与系统、线性卷积、序列的z 变换及性质等有关内容；掌握离散时间序列的产生与基本运算，理解离散时间系统的时域特性与差分方程的求解方法，掌握离散信号的绘图方法；熟悉序列的z 变换及性质，理解理想采样前后信号频谱的变化。

2、实验内容a. 产生长度为500 的在[0,1]之间均匀分布的随机序列，产生长度为500 的均值为0 单位方差的高斯分布序列。

b. 线性时不变系统单位脉冲响应为h(n)=(0.9)nu(n)，当系统输入为x(n)=R10(n)时，求系统的零状态响应，并绘制波形图。

c. 描述系统的差分方程为：y(n)-y(n-1)+0.9y(n-2)=x(n)，其中x(n)为激励，y(n)为响应。

计算并绘制n=20,30,40,50,60,70,80,90,100 时的系统单位脉冲响应h(n)；计算并绘制n=20,30,40,50,60,70,80,90,100 时的系统单位阶跃响应s(n)；由h(n)表征的这个系统是稳定系统吗？d. 序列x(n)=(0.8)nu(n)，求DTFT[x(n)]，并画出它幅度、相位，实部、虚部的波形图。

观察它是否具有周期性？e. 线性时不变系统的差分方程为y(n)=0.7y(n-1)+x(n)，求系统的频率响应H(ejω)，如果系统输入为x(n)=cos(0.05πn)u(n)，求系统的稳态响应并绘图。

f. 设连续时间信号x(t)=e-1000|t|，计算并绘制它的傅立叶变换；如果用采样频率为每秒5000 样本对x(t)进行采样得到x1(n)，计算并绘制X1(ejω)，用x1(n)重建连续信号x(t)，并对结果进行讨论；如果用采样频率为每秒1000 样本对x(t)进行采样得到x2(n)，计算并绘制X2(ejω)，用x2(n)重建连续信号x(t)，并对结果进行讨论。

加深对采样定理的理解。

g. 设X1(z)=z+2+3z-1，X2(z)=2z2+4z+3+5z-1，用卷积方法计算X1(z)X2(z)。

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。

数字信号实验一

figure(1);
subplot(2,3,1);
stem(abs(X1K8));
axis([0,8,0,1.2*max(abs(X1K8))]);
title('x1的8点FFT');
xlabel('数字角频率w');
ylabel('幅值A');
subplot(2,3,4);
stem(abs(X1K16));
axis([0,16,0,1.2*max(abs(Y28K16))]);
title('x5的8点抽样16点FFT');
xlabel('数字角频率w');
ylabel('幅值A');
subplot(2,3,6);
stem(abs(Y216K16));
axis([0,16,0,1.2*max(abs(Y216K16))]);
步骤1：
X1=[1,1,1,1];
X2=[1:4];
X3=[4:-1:1];
X4=[X2,X3];
X5=[X3,X2];
X1K8=fft(X1,8);
X1K16=fft(X1,16);
X4K8=fft(X4,8);
X4K16=fft(X4,16);
X5K8=fft(X5,8);
X5K16=fft(X5,16);
xlabel('数字角频率w');
ylabel('幅值A');
subplot(2,3,5);
stem(abs(X4K16));
axis([0,16,0,1.2*max(abs(X4K16))]);
title('x2的16点FFT');

数字信号实验报告

一、实验目的① 熟悉连续信号经过理想抽样前后的频谱变化关系，加深对时域抽样定理的理解。

② 熟悉时域离散系统的时域特性。

③ 利用卷积方法观察分析系统的时域特性。

④ 掌握序列傅里叶变换的计算机实验方法，利用序列的傅里叶变换对连续信号、离散信号及系统响应进行频域分析。

二、实验原理1、抽样定理2、傅里叶变换3、卷积定理（时域卷积，频域相乘）三、实验内容实验一、连续双边指数信号流程图%连续非周期信号产生 Dt=0.0005; t=-0.5:Dt:0.5;x=exp(-10*abs(t));%x(t)=exp(-10*t)的产生%Continuous-time Fourier TransformWmax=2*pi*200;%角频率W 最大值，即频谱函数自变量的范围 K=500;k=-K:1:K;W=k*Wmax/K;% W 为角频率取值数组 X=x*exp(-j*t'*W)*Dt;%连傅里叶变换定义开始结束产生信号x a (t)求连续时间非周期信号的傅氏变换X a (j Ω)分别绘制x a (t)，| X a (jf)|图形X=abs(X);% 取绝对值figure(1)%创建图形窗口，并返回句柄值subplot(2,1,1);plot(t,x,'b');grid;%将窗口分割成2行1列两个分窗口，在第1个分窗口绘制x的时域波形xlabel('t in sec.');ylabel('x(t)')%定义X轴与Y轴的标称含义title('Analog Signal')%定义图形名称subplot(2,1,2);plot(W/(2*pi),X,'b');%在第2个分窗口绘制x的频域波形X xlabel('Frequency in Hz');ylabel('X(jf)');grid;%定义X轴与Y轴的标称含义title('Continuous-time Fourier Transform')%定义图形名称%离散非周期信号产生fs=300;T=1/fs;t=-0.5:T:0.5;xn=exp(-10*abs(t));%Sample-signal Fourier TransformWmax=2*pi*600;K=500;k=-K:1:K;W=k*Wmax/K;% W为角频率取值数组Xj=xn*exp(-j*t'*W);%序列的傅里叶变换定义Xj=abs(Xj);% 取绝对值figure(2)%创建图形窗口，并返回句柄值subplot(2,1,1);stem(t,xn,'.');grid;%将窗口分割成2行1列两个分窗口，在第1个分窗口绘制xn的时域列xlabel('t in sec.');ylabel('x(t)')%定义X轴与Y轴的标称含义title('Sample Signal')%定义图形名称subplot(2,1,2);plot(W/(2*pi),Xj,'b');grid;%在第2个分窗口绘制x的频域波形Xjxlabel('Frequency in Hz');ylabel('X(jf)');%定义X轴与Y轴的标称含义title('Sample Fourier Transform')%定义图形名称-0.5-0.4-0.3-0.2-0.100.10.20.30.40.500.51t in sec.x (t )Analog Signal-200-150-100-5005010015020000.050.10.150.2Frequency in HzX (j f )Continuous-time Fourier Transform-0.5-0.4-0.3-0.2-0.100.10.20.30.40.500.51t in sec.x (t )Sample Signal-600-400-2002004006000204060Frequency in HzX (j f )Sample Fourier Transform实验二、抽样脉冲流程图%连续非周期信号产生 Dt=0.0005; t=-3:Dt:3;x=exp(-t.^2);%x(t)=exp(-10*t)的产生%Continuous-time Fourier TransformWmax=2*pi*20;%角频率W 最大值，即频谱函数自变量的范围 K=500;k=-K:1:K;W=k*Wmax/K;% W 为角频率取值数组 X=x*exp(-j*t'*W)*Dt;%连傅里叶变换定义 X=abs(X);% 取绝对值figure(1)%创建图形窗口，并返回句柄值subplot(2,1,1);plot(t,x,'b');grid;%将窗口分割成2行1列两个分窗口，在第1个分窗口绘制x 的时域波形xlabel('t in sec.');ylabel('x(t)')%定义X 轴与Y 轴的标称含义 title('Analog Signal')%定义图形名称subplot(2,1,2);plot(W/(2*pi),X,'b');%在第2个分窗口绘制x 的频域波形X xlabel('Frequency in Hz');ylabel('X(jf)');grid;%定义X 轴与Y 轴的标称含义 title('Continuous-time Fourier Transform')%定义图形名称%离散非周期信号产生 fs=4; T=1/fs;开始结束对x a (t)抽样产生序列x(n) 求序列x(n)的傅氏变换X(e j ω)分别绘制x(n)，| X(e j2πfT )|图形确定抽样频率f s ,产生离散时间变量t=nTt=-3:T:3;xn=exp(-t.^2);%Sample-signal Fourier TransformWmax=2*pi*20;K=500;k=-K:1:K;W=k*Wmax/K;% W为角频率取值数组Xj=xn*exp(-j*t'*W);%序列的傅里叶变换定义Xj=abs(Xj);% 取绝对值figure(2)%创建图形窗口，并返回句柄值subplot(2,1,1);stem(t,xn,'.');grid;%将窗口分割成2行1列两个分窗口，在第1个分窗口绘制xn的时域列xlabel('t in sec.');ylabel('x(t)')%定义X轴与Y轴的标称含义title('Sample Signal')%定义图形名称subplot(2,1,2);plot(W/(2*pi),Xj,'b');grid;%在第2个分窗口绘制x的频域波形Xjxlabel('Frequency in Hz');ylabel('X(jf)');%定义X轴与Y轴的标称含义title('Sample Fourier Transform')%定义图形名称实验三、系统响应分析流程图x=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,2]; h=[1,1.5,1.5,1]; y=conv(x,h); n=0:12; Wmax=2*pi;K=100;k=0:K;w=k*Wmax/K; Y=y*(exp(-j*pi/50)).^(n'*k); figure(1);plot(w/pi,abs(Y));grid; title('Y 波形'); n=0:9; Wmax=2*pi;K=100;k=0:K;w=k*Wmax/K; X=x*(exp(-j*pi/50)).^(n'*k); figure(2);plot(w/pi,abs(X));grid; title('X 波形');开始结束产生输入信号序列x(n)和单位冲激响应序列h(n) 用序列傅氏变换数值计算，求X(e j ωk )并绘制其图形分别绘制y(n)，|Y(e j ωk )|图形用序列傅氏变换数值计算，求H(e j ωk ) 并绘制其图形求Y(e j ωk ) = X(e j ωk )×H(e j ωk )计算离散系统输出信号序列y(n) = x(n)*h(n) 用序列傅氏变换数值计算，求Y(e j ωk )绘制y(n)的Y(e j ωk )图形与Y(e j ωk ) = X(e j ωk )×H(e j ωk ) 的图形n=0:3;Wmax=2*pi;K=100;k=0:K;w=k*Wmax/K; H=h*(exp(-j*pi/50)).^(n'*k); figure(3);plot(w/pi,abs(H));grid;title('H波形');figure(4);plot(w/pi,abs(X).*abs(H));grid; title('X*H波形')四、思考题在分析理想抽样序列特性的实验中，采样频率不同时，相应理想抽样序列的傅里叶变换频谱的数字频率度量是否相同？她们所对应的模拟频率是否相同？为什么？答：fs为采样频率，f(HZ)为模拟频率，ω（rad）为数字频率。

数字信号源实验报告

实验一数字信号源实验一、实验目的1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。

2、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。

3、掌握数字信号源电路组成原理。

二、实验内容1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、帧同步信号（FS）、位同步时钟（BS）。

2、用示波器观察NRZ、FS、BS三信号的对应关系。

3、学习电路原理图。

三、基本原理本模块是实验系统中数字信号源，即发送端，其原理方框图如图1-1所示。

本单元产生NRZ信号，信号码速率约为170.5KB，帧结构如图1-2所示。

帧长为24位，其中首位无定义，第2位到第8位是帧同步码（7位巴克码1110010），另外16位为2路数据信号，每路8位。

此NRZ信号为集中插入帧同步码时分复用信号。

发光二极管亮状态表示‘1’码，熄状态表示‘0’码。

本模块有以下测试点及输入输出点：∙ CLK-OUT 时钟信号测试点，输出信号频率为4.433619MHz∙ BS-OUT 信源位同步信号输出点/测试点，频率为170.5KHz ∙ FS 信源帧同步信号输出点/测试点,频率为7.1KHz∙ NRZ-OUT NRZ信号输出点/测试点图1-3为数字信源模块的电原理图。

图1-1中各单元与图1-3中的元器件对应关系如下：∙晶振CRY：晶体；U1：反相器7404∙分频器US2：计数器74161；US3：计数器74193；US4：计数器40160∙并行码产生器KS1、KS2、KS3：8位手动开关，从左到右依次与帧同步码、数据1、数据2相对应；发光二极管左起分别与一帧中的24位代码相对应∙八选一US5、US6、US7：8位数据选择器4512∙三选一US8：8位数据选择器4512∙倒相器US10：非门74HC04∙抽样US9：D触发器74HC74图1-1 数字信源方框图图1-2 帧结构下面对分频器，八选一及三选一等单元作进一步说明。

（1）分频器74161进行13分频，输出信号频率为341kHz。

华北电力大学数字信号处理课程设计实验报告

（4）计算 Y(k)=X1(k)*X2(k);
实
（5）计算 Y（k）的反变换，即 y(n)=IFFT[X1(k)*X2(k)]。
直接计算 DFT 共需 N*N 次复数乘法和 N(N-1)次复数加法。而 FFT 仅需
验
计算 0.5M 次复数乘法和 M*N 次复数加法。由于在计算机上计算乘法所需的原时间比计算加法多得多，所以 FFT 的运算量比 DFT 要少的少。
设计滤波器，首先要对模拟频率进行数字与转换、归一化，采用双线性变换法还要进行预畸变。接下来依次采用非归一化巴特沃斯模拟滤波器设计函数、设计双线性变换法的函数、计算离散系统频率响应的函数，最后画出幅频特性、相频特性、群延迟等图像即可完成图像。 2、源程序： fp=1000; fs=1500; Fs=10000; Rp=1; As=40; T=1/Fs; wp=2*pi*fp*T; ws=2*pi*fs*T; 实 omegap=(2/T)*tan(wp/2); 验 omegas=(2/T)*tan(ws/2); [cs,ds]=afd_buttap(omegap,omegas,Rp,As); 内 [b,a]=bilinear(cs,ds,Fs); [db,mag,pha,grd,w]=freqz_m(b,a); 容 subplot(2,2,1);plot(w/pi,mag);ylabel('幅度'); xlabel('以π为单位的频率');title('幅度响应');axis([0,0.8 0 1]); subplot(2,2,3);plot(w/pi,db);title('幅度响应（dB）');grid; xlabel(' 以 π 为单位的频率 ');ylabel(' 对数幅度 dB');axis([0,0.8 -60 0]); subplot(2,2,2);plot(w/pi,pha);title('相位响应');grid; xlabel('以π为单位的频率');ylabel('相位');axis([0,0.8 -4 4]); subplot(2,2,4);plot(w/pi,grd);title('群延迟');grid; xlabel('以π为单位的频率');ylabel('样本');axis([0,0.8 0 10]);

华北电力大学科技学院通信原理实验-数字基带传输编译码

验
内
容
1.用示波器分别观测AMI编码输入的数据和编码输出的数据，观察记录波形，验证AMI编码规则;用示波器分别观测AMI编码输入的数据和译码输出的数据，观察记录AMI译码波形与输入信号波形。
2.用示波器分别观测HDB3编码输入的数据和编码输出的数据，记录波形，验证HDB3编码规则;用示波器分别观HDB3测编码输入数据和译码输出数据，观察记录HDB3译码波形与输入信号波形。
实
验
数
据
记
录
第2页
实
验
结
果
及
分
析
问
题
及
答
案
问题1：本实验输入信号采用的单极性码，可较好的恢复出位时钟信号，如果输入信号采用的是双极性码，是否能观察到恢复的位时钟信号，为什么？
答案：
问题2：比较两种编码的优劣，说说为什么实际通信系统采用HDB3码。
答案：
问题3：不归零码和归零码的特点是什么？
答案：
收
获
本实验输入信号采用的单极性码可较好的恢复出位时钟信号如果输入信号采用的是双极性码是否能观察到恢复的位时钟信号为什么
华北电力大学科技学院
实验报告
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实验名称
课程名称
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专业班级：电信13K学生姓名：
学号：31成绩：
指导教师：王劭龙实验日期：
华北电力大学科技学院实验报告
院/系：同组人：
实验名称
数字基带据记录
后面其他
所用仪器
设备
示波器RIGOL DS1102E，LTE-TX-06A通信原理综合实验箱
实验目的
要求
1.掌握AMI码、HDB3码的编译规则。
2.理解AMI码、HDB3码的码变换过程。

华北电力大学数字信号处理实验报告

华北电力大学实验报告实验环境MATLAB 6.5实验名称提高性实验实验三IIR数字低通滤波器的设计实验目的1.熟悉MATLAB在数字信号处理方面的应用2.深刻理解频域上的频谱特性3.学会数字滤波器的设计4.学会比较不同方法，不同参数设计的滤波器性能比较实验原理设计IIR数字滤波器一般采用间接法（冲激响应不变法和双线性变换法），该设计采用双线性不变法。

IIR的基本设计过程是：首先，将给定的数字滤波器的指标转换成过渡的模拟滤波器的指标；其次，设计过渡模拟滤波器；最后，将过渡模拟滤波器系统函数转换成数字滤波器的系统函数。

设计过程要事先预畸变。

由于从s平面到z平面的映射具有多值性，使得设计出来的数字滤波器不可避免的出现频谱混迭现象。

为了克服脉冲响应不变法可能产生的频谱混叠效应的缺点，使用一种新的变换——双线性变换。

双线性变换法可认为是基于对微分方程的积分，利用对积分的数值逼近的思想。

仿真滤波器的传递函数H(s)为将展开为部份分式的形式，并假设无重复极点，则那么，对于上述函数所表达的数字信号处理系统来讲，其仿真输入x（t）和模拟输出y(t)有如下关系实验环境MATLAB 6.5实验名称提高性实验实验四利用窗函数法实现线性相位FIR数字低通滤波器设计实验目的1、根据ALPF指标，构建物理可实现的线性相位FIR滤波器的冲激响应函数；2、采用多种窗函数，设计线性相位型FIR滤波器4、对比分析多种窗函数法设计的数字滤波器性能。

实验原理FIR滤波器通常采用窗函数方法来设计。

窗设计的基本思想是，首先选择一个适当的理想选频滤波器（它总是具有一个非因果，无限持续时间脉冲响应），然后截取（加窗）它的脉冲响应得到线性相位和因果FIR滤波器。

我们用Hd（e^jw）表示理想的选频滤波器，它在通带上具有单位增益和线性相位，在阻带上具有零响应。

一个带宽wc<pi的低通滤波器由下式给定：为了从hd(n)得到一个FIR滤波器，必须同时在两边截取hd（n）。

华北电力大学科技学院数字信号处理课内实验任务书以及代码

《数字信号处理基础》课内实验任务书一、目的与要求1．掌握《数字信号处理基础》课程的基本理论；2．掌握应用MATLAB 进行信号处理方面的分析和程序设计方法。

二、主要内容1. 序列的产生和运算熟悉MATLAB 环境，掌握基本编程方法；熟悉MA TLAB 中序列产生和运算的基本函数。

完成实验指导书中P4中的“练习四”和“练习五”。

练习四：n=0:3;x=[2 3 4 5];y=(x.^3-2*x.^2+x-6.3)./(x.^2+0.05*x-3.14);plot(n,y);练习五：clc,clear;%清屏，清除命令窗口的作用N=64;n=0:N-1;w=randn(1,N);x=2*sin(4*pi*n)+5*sin(8*pi*n)+0.8*w;plot(n,x);2. 因果性数字系统的时域实现掌握实现差分方程()()()k ry n b x n k a x n r =-+-∑∑的程序编写方法。

编程完成下列信号滤波： 512()sin()()3x n n R n π=，滤波器的系统函数为1212132()10.50.6z z H z z z -----+=-+，求()y n 。

代码：clc;clear;n=0:511;x=sin(pi/3*n);b=[1,-3,2];a=[0.6,-0.5];y=dfilter(x,b,a,511);n1=0:length(y)-1;stem(n1,y);3. 离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT）学习DFT和FFT的原理及Matlab编程实现方法。

完成实验指导书中P16中的“练习”。

代码：N=32; %抽取32点t=0:N-1;x2=cos(pi/9*t)+cos(1.5*pi/9*t);Xk2=fft(x2,128); %做128点傅里叶变换Am2=abs(Xk2);n=[0:127];w=(2*pi/128)*n;figure(2)plot(w,Am2,'b');title('Magnitude part');xlabel('frequency in radians');ylabel('|X(exp(jw))|');x3=zeros(1,128); %初始化数组为零N=32;for i=0:N-1 %n=4i时赋值x3(1,4*i+1)=cos(pi/36*i)+cos(1.5*pi/36*i);endXk3=fft(x3); %做128点fftAm3=abs(Xk3);n=[0:127];w=(2*pi/128)*n;figure(3)plot(w,Am3,'b');title('Magnitude part');xlabel('frequency in radians');ylabel('|X(exp(jw))|');%以下是练习改的要求x4=zeros(1,128);N=128;for i=0:N-1x4=cos(pi/36*n)+cos(1.5*pi/36*n);endXk4=fft(x4);Am4=abs(Xk4);n=[0:127];w=(2*pi/128)*n;figure(4)plot(w,Am4,'b');title('Magnitude part');xlabel('frequency in radians'); ylabel('|X(exp(jw))|');附图一张：需要用到的调用函数有（1）function[Am,pha]=dft1(x)N=length(x);w=exp(-j*2*pi/N);for k=1:Nsum=0;for n=1:Nsum=sum+x(n)*w^((k-1)*(n-1));endAm(k)=abs(sum);pha(k)=angle(sum);end（2）function [Am,pha]=dft2(x)N=length(x);n=[0:N-1];k=[0:N-1];w=exp(-j*2*pi/N);nk=n'*k;wnk=w.^(nk);Xk=x*wnk;Am=abs(Xk);pha=angle(Xk);（3）function [Am,pha]=dft3(x)Xk=fft(x);Am=abs(Xk);pha=angle(Xk);4. FFT 的典型应用学习FFT 应用于快速卷积和谱分析时的编程实现方法。

华电数电实验报告

华电数电实验报告华电数电实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是通过实际操作，加深对华电数电原理的理解，掌握数字电路的基本设计和实现方法。

二、实验原理华电数电实验基于数字电路的设计和实现。

数字电路是由逻辑门电路组成的，逻辑门电路根据输入的电平信号产生相应的输出。

常见的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门等。

通过逻辑门的组合，可以实现各种复杂的逻辑功能。

三、实验器材本次实验所需的器材包括：1. 数字电路实验箱2. 逻辑门集成电路芯片3. 连接线4. 示波器5. 电源四、实验步骤1. 了解实验箱的基本结构和功能，熟悉各个模块的用途和操作方法。

2. 根据实验要求，选择适当的逻辑门芯片，并将其插入实验箱中的相应插槽。

3. 使用连接线将逻辑门芯片与其他器件连接起来，构建所需的逻辑电路。

4. 将电源连接到实验箱中，调整电源的电压和电流，确保逻辑门芯片正常工作。

5. 使用示波器观察逻辑门芯片的输入和输出波形，检查逻辑电路的正确性。

6. 根据实验要求，对逻辑电路进行调试和优化，确保其能够正确地实现所需的功能。

五、实验结果与分析在本次实验中，我们成功地设计和实现了一个简单的数字电路。

通过观察示波器上的波形，我们可以清楚地看到逻辑门芯片的输入和输出之间的关系。

根据逻辑门的真值表，我们可以验证逻辑电路的正确性。

通过本次实验，我们深入了解了数字电路的设计和实现方法。

我们学会了如何选择适当的逻辑门芯片，并将其组合成复杂的逻辑电路。

我们还学会了使用示波器观察和分析逻辑电路的波形，从而判断其正确性。

六、实验总结通过本次实验，我们对华电数电原理有了更深入的理解。

我们不仅学会了数字电路的基本设计和实现方法，还学会了使用示波器观察和分析逻辑电路的波形。

这对我们今后的学习和工作都有着重要的意义。

在实验过程中，我们遇到了一些问题，如逻辑电路连接错误、电源电压不稳定等。

通过仔细检查和调试，我们成功地解决了这些问题，并取得了良好的实验结果。

数字信号实验手册中文版

目录实验一MATLAB环境的熟悉与基本运算 (1)实验二MATLAB的编程设计 (3)实验三MATLAB的函数 (6)实验四MATLAB的作图 (12)实验五离散时间信号的产生和基本运算实验 (14)实验六卷积的原理及其应用 (20)实验七离散系统的频率响应及其零极点分析 (24)实验八离散傅立叶变换（DFT） (28)实验九快速傅里叶变换（FFT） (34)实验十频域抽样与恢复和数字滤波器结构 (38)实验十一IIR滤波器的设计 (46)实验十二FIR滤波器的设计 (52)实验十三MATLAB的用户图形界面 (58)实验十四Simulink仿真基础 (63)实验十五数字信号处理综合实验 (66)实验一MATLAB环境的熟悉与基本运算一、实验目的1、熟悉MATLAB软件的开发环境。

2、掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算。

二、实验内容（详见实验指导书）1、熟悉MATLAB 桌面，认识命令窗口、内存工作区窗口、历史命令窗口。

2、学习用编辑/调试器经常用于创建、修改和运行M文件。

3、学习通过帮助空间窗口，help命令，lookfor命令三种方式得到帮助。

4、学习MATLAB变量和数组的初始化。

5、学习利用显示输出数据。

6、学习标量运算和数组运算。

三、思考题1、什么是工作区？在同一工作区内，你如何决定它里面存储了什么？答：工作区是命令、M文件或函数执行时被MATLAB使用的变量或数组的收集器，所有命令都在命令窗口（所有的脚本文件也是从命令窗口执行）共享公共工作区，因此它们也共享所有变量，工作区的内容可以通过whos命令来查看，或者通过工作区浏览器来图形化地查看。

2、数组、矩阵、向量有什么区别?答：矩阵就是由m*n个数排列成m行n列的数表；向量是由n个实数组成的有序数组,是一个n*1的矩阵(n维列向量)或是一个1*n 的矩阵(n维行向量)；向量组就是有限个相同维数的行向量或者列向量组成的一组矩阵3、如何让MATLAB显示一个实数，带有十五个有效的数字，以指数形式表示？答：先将实数的值赋给x，再写一行代码format longE；最后输出x即可4、c 数组的定义如下，写出下面子数组的内容。

数字信号实验报告 (全)

三、实验内容和步骤
对以下典型信号进行谱分析：
x1 (n) R4 (n) n 1, x 2 (n) 8 n, 0 , 4 n, x3 (n) n 3, 0, 0n3 4n7
其它n
0n3 4n7
其它n
nห้องสมุดไป่ตู้
x4 ( n) cos

4
用 FFT 对信号作频谱分析是学习数字信号处理的重要内容。经常需要进行谱分析的信号是模拟信号和时域离散信号。对信号进行谱分析的重要问题是频谱分辨率 D 和分析误差。频谱分辨率直接和 FFT 的变换区间 N 有关，因为 FFT 能够实现的频率分辨率是 2π /N≤D。可以根据此时选择 FFT 的变换区间 N。误差主要来自于用 FFT 作频谱分析时，得到的是离散谱，而信号（周期信号除外）是连续谱，只有当 N 较大时离散谱的包络才能逼近于连续谱，因此 N 要适当选择大一些。周期信号的频谱是离散谱，只有用整数倍周期的长度作 FFT，得到的离散谱才能代表周期信号的频谱。如果不知道信号周期，可以尽量选择信号的观察时间长一些。对模拟信号的频谱时，首先要按照采样定理将其变成时域离散信号。如果是模拟周期信号，也应该选取整数倍周期的长度，经过采样后形成周期序列，按照周期序列的谱分析进行。
3 k 1
1
0.7051 z 2

0.0007378 1 z 1 1 1.0106 z 1 0.3583 z 2 1 0.9044 z 1 0.2155 z 2

6

H k z
（2.1）
式中：
H k z
A 1 2 z 1 z 2 ，k 1， 2， 3 1 Bk z 1 Ck z 2

数字通信原理实验报告实验一数字基带信号 1、实验目的 1、了解单极

实验一数字基带信号一、实验目的1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。

2、掌握AMI、HDB3码的编码规则。

3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。

4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。

5、了解HDB3（AMI）编译码集成电路CD22103。

二、实验内容1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、传号交替反转码（AMI）、三阶高密度双极性码（HDB3）、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。

2、用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。

3、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形。

三、实验步骤1、熟悉信源模块和HDB3编译码模块的工作原理，使直流稳压电源输出+5V，-12V电压。

2、用示波器观察数字信源模块上的各种信号波形。

接通信源单元的+5V电源，用FS作为示波器的外同步信号，进行下列观察：（1）示波器的两个通道探头分别接NRZ-OUT和BS-OUT，对照发光二极管的发光状态，判断数字信源单元是否已正常工作（1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄）；（2）用K1产生代码×1110010（×为任意代码，1110010为7位帧同步码），K2、K3产生任意信息代码，观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构，和NRZ码特点。

3、用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。

（1）将信源模块的+5V电源连到HDB3编译码模块，将直流稳压电源上的-12V 连到HDB3编译码模块。

用信源模块的FS信号作为示波器的外同步信号。

（2）示波器的两个探头CH1和CH2分别接NRZ-OUT和（AMI）HDB3，将信源模块K1、K2、K3的每一位都置1，观察并记录全1码对应的AMI码和HDB3码；再将K1、K2、K3置为全0，观察全0码对应的AMI码和HDB3码。

全1码对应的AMI码和HDB码：3码：全0码对应的AMI码和HDB3观察AMI码时将开关K4置于A端，观察HDB3码时将K4置于H端，观察时应注意编码输出（AMI）HDB比输入NRZ-OUT延迟了4个码元。

数字信号处理实验报告(1)

数字信号处理实验报告(1)河南工业大学电气工程学院《数字信号处理》课程实验报告学生姓名：俞阳学号：201323020620 专业班级：自动1306实验日期：5月15日成绩：实验一离散时间信号与系统分析一、实验目的1．掌握离散时间信号与系统的时域分析方法。

2．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。

3．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。

二、实验原理1．离散时间系统一个离散时间系统是将输入序列变换成输出序列的一种运算。

若以][ T来表示这种运算，则一个离散时间系统可由下图来表示：图离散时间系统输出与输入之间关系用下式表示)]([)(n x T n y =离散时间系统中最重要、最常用的是线性时不变系统。

2．离散时间系统的单位脉冲响应设系统输入)()(n n x δ=，系统输出)(n y 的初始状态为零，这是系统输出用)(n h 表示，即)]([)(n T n h δ=，则称)(n h 为系统的单位脉冲响应。

可得到：)()()()()(n h n x m n h m x n y m *=-=∑∞-∞= 该式说明线性时不变系统的响应等于输入序列与单位脉冲序列的卷积。

3．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)()()(ˆt t x t x T a a δ=其中，)(ˆt x a 是连续信号)(t xa 的理想采样，)(t T δ是周期冲激脉冲 ∑∞-∞=-=m T mT t t )()(δδ设模拟信号)(t x a ，冲激函数序列)(t T δ以及抽样信号)(ˆt xa 的傅立叶变换分别为)(Ωj X a 、)(Ωj M 和)(ˆΩj X a ，即)]([)(t x F j X a a =Ω)]([)(t F j M T δ=Ω)](ˆ[)(ˆt x F j Xa a =Ω 根据连续时间信号与系统中的频域卷积定理，式（2.59）表示的时域相乘，变换到频域为卷积运算，即)]()([21)(ˆΩ*Ω=Ωj X j M j X aa π 其中⎰∞∞-Ω-==Ωdt e t x t x F j X t j a a a )()]([)( 由此可以推导出∑∞-∞=Ω-Ω=Ωk s a a jk j X T j X )(1)(ˆ 由上式可知，信号理想采样后的频谱是原来信号频谱的周期延拓，其延拓周期等于采样频率。

数据通信实验报告

实验报告实验名称实验地点小组成员行政班级实验1: 信号频率分量实验目的：1) 熟悉MatLab 环境2) 考察信号带宽（所含频率分量）对信号波形的影响实验任务：傅里叶级数指出，任何周期函数都可以用正弦函数和余弦函数构成的无穷级数来表示。

对于常用于表示数字化数据的方波，相应的傅立叶级数的一种表示式可以写成实验步骤：1) 设f 为1KHz，分别取k 至3、7、15、31、63、255、1023，观察波形的变化情况。

说明信号带宽、信号的频率分量组成、信号边沿的陡峭程度、叠加波形与方波的近似程度这几者的关系。

结果：随着Ｎ的取值逐渐增大，信号波形与原信号波形相似度逐渐上升。

信号由基波，一次谐波，二次谐波，多次谐波组成。

当Ｎ的值较小时，信号波形的边缘较陡峭，随着Ｎ值逐渐增大，边缘陡峭降低，与原信号接近。

2) 去掉几个低次谐波，波形会发生什么变化？以k 从7 开始直到31（即去掉基波、三次谐波和五次谐波），绘制波形并进行解释。

结果：由于去掉了基波，和低次谐波，信号波形明显产生失真情况，如下图所示。

原因是信号的能量主要是有基波携带的，所以去掉之后，产生失真。

实验结果：１．实验程序k=input('k=');y=0;a=1;while(a<=k)y=y+(4/pi)*sin(2*pi*a*t)/a;a=a+2;endt=(0:0.01:10);plot(t,y);２.实验图像Ｎ＝３Ｎ＝７Ｎ＝１５Ｎ＝３１Ｎ＝２５５Ｎ＝１０２３去掉基波，低次谐波实验 2：PCM 与线性量化实验目的：1) 熟悉线性量化原理，由实验验证并分析量化引起的量化误差及其与量化级数的关系2) 熟悉和理解 PCM 编码一线性量化 PCM 系统，其输入信号区间为[-xmax，xmax]。

采用 N 个量化步级，每个子区间长度为Δ=2xmax/ N 。

若 N 足够大，则可以认为在每一个子区间内的输入信号服从平均分布（密度函数为常数），其产生的失真(量化噪声功率)可表示为 E2= Δ2/ 12。

数字信号的实验报告总结

一、实验背景数字信号处理是现代通信、电子技术、计算机科学等领域的重要基础。

随着科技的不断发展，数字信号处理技术已经广泛应用于各个领域。

为了更好地理解和掌握数字信号处理技术，我们进行了数字信号实验，通过实验加深对数字信号处理理论知识的理解和实际应用。

二、实验目的1. 理解数字信号与模拟信号的区别，掌握数字信号的基本特性。

2. 掌握数字信号的采样、量化、编码等基本过程。

3. 熟悉数字信号处理的基本方法，如滤波、变换等。

4. 提高动手实践能力，培养创新意识。

三、实验内容1. 数字信号的产生与观察首先，我们通过实验软件生成了一些基本的数字信号，如正弦波、方波、三角波等。

然后，观察这些信号在时域和频域上的特性，并与模拟信号进行对比。

2. 数字信号的采样与量化根据奈奎斯特采样定理，我们选取合适的采样频率对模拟信号进行采样。

在实验中，我们设置了不同的采样频率，观察信号在时域和频域上的变化，验证采样定理的正确性。

同时，我们还对采样信号进行了量化，观察量化误差对信号的影响。

3. 数字信号的编码与解码为了便于信号的传输和存储，我们对数字信号进行了编码。

在实验中，我们采用了两种编码方式：脉冲编码调制（PCM）和非归一化脉冲编码调制（A律PCM）。

然后，我们对编码后的信号进行解码，观察解码后的信号是否与原始信号一致。

4. 数字信号的滤波与变换数字滤波是数字信号处理中的重要环节。

在实验中，我们分别实现了低通滤波、高通滤波、带通滤波和带阻滤波。

通过对滤波前后信号的观察，我们了解了滤波器的作用和性能。

此外，我们还进行了离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT）实验，掌握了信号在频域上的特性。

5. 实际应用案例分析为了更好地理解数字信号处理在实际中的应用，我们选取了两个实际案例进行分析。

第一个案例是数字音频处理，通过实验软件对音频信号进行滤波、压缩等处理。

第二个案例是数字图像处理，通过实验软件对图像进行边缘检测、图像增强等处理。

数字信号实验报告

数字信号实验报告通信姓名：实验一：信号、系统及系统响应一、实验目的：1、熟悉连续信号经理想采样前后的频谱变化关系，加深对时域采样定理的理解。

2、熟悉时域离散系统的时域特性。

3、利用卷积方法观察分析系统的时域特性。

4、掌握序列傅里叶变换的计算机实现方法，利用序列的傅里叶变换对连续信号、离散信号及系统响应进行频域分析。

二、实验环境（软件、硬件及条件）：Matlab6.5三、实验原理与方法：1、时域采样；2、LTI系统的输入与输出关系。

四、实验内容及其步骤：1、认真复习采样理论、离散信号与系统、线性卷积、序列的傅里叶变换及性质等有关内容，阅读本实验原理与方法。

2、编制实验用主程序及相应子程序。

（1）信号产生子程序，用于产生实验中要用到的下列信号序列：a. a(t)=Ae-at sin(Ω0t)u(t)b. 单位脉冲序列：xb(n)=δ(n)n=0:3;x1=[(n-0)==0]+0;k=-200:200;w=(pi/100)*k;c=x1*(exp(-j*pi/100)).^(n'*k);magX=abs(c);subplot(2,2,1);stem(n,x1,'.');xlabel('n');ylabel('xb(n)');subplot(2,2,2);plot(w/pi,magX);xlabel('w/pi');ylabel('|Xb(jw)|');nx b (n )-4-2200.511.52w/pi|X b (j w )|c. 矩形序列： x c (n)=RN(n), N=10 n=0:9;x2=[n>=0]; subplot(2,2,1); stem(n,x2,'.'); xlabel('n');ylabel('x2(n)');510nx 2(n )(2)系统单位脉冲响应序列产生子程序。

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