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
学院：信息科学与工程学院
专业班级：通信1303
姓名
学号：
实验一 常见离散时间信号的产生和频谱分析
一、 实验目的
（1） 熟悉MATLAB 应用环境，常用窗口的功能和使用方法；
（2） 加深对常用离散时间信号的理解；
（3） 掌握简单的绘图命令；
（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离
散信号进行频域分析。
二、 实验原理
（1） 常用离散时间信号
a ）单位抽样序列
⎩⎨⎧=01)(n δ0
0≠=n n 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 δ0≠=n k n b ）单位阶跃序列
⎩
⎨⎧=01)(n u 00<≥n n c ）矩形序列 ⎩⎨⎧=01)(n R N 其他
10-≤≤N n
d ）正弦序列
)sin()(ϕ+=wn A n x
e ）实指数序列
f ）复指数序列
()()jw n x n e σ+=
（2）离散傅里叶变换：
设连续正弦信号()x t 为
0()sin()x t A t φ=Ω+
这一信号的频率为0f ，角频率为002f πΩ=，信号的周期为00012T f π==Ω。如果对此连续周期信号()x t 进行抽样，其抽样时间间隔为T ，抽样后信号以()x n 表示，则有0()()
sin()t nT x n x t A nT φ===Ω+，如果令w 为数字频率，满足000012s s
f w T f f π=Ω=Ω=，其中s f 是抽样重复频率，简称抽样频率。 为了在数字计算机上观察分析各种序列的频域特性，通常对)(jw e X 在[]π2,0上进行M 点采样来观察分析。 对长度为N 的有限长序列x(n), 有
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实验一 信号、系统及系统响应
一、实验目的
1、熟悉理想采样的性质，了解信号采样前后的频谱变化，加深对时域采样定理的理解。
2、熟悉离散信号和系统的时域特性。
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、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离散信号、系统及其系统响应进行频域分析。
二、 实验原理
1.理想采样序列：对信号x a (t)=A e −αt sin(Ω0t )u(t)进行理想采样，可以得到一个理想的采样信号序列x a (t)=A e −αt sin(Ω0nT ),0≤n ≤50，其中A 为幅度因子，α是衰减因子，Ω0是频率，T 是采样周期。
2.对一个连续时间信号x a (t)进行理想采样可以表示为该信号与一个周期冲激脉冲的乘积，即x ̂a (t)= x a (t)M(t),其中x ̂a (t)是连续信号x a (t)的理想采样；
M(t)是周期冲激M(t)=∑δ+∞−∞(t-nT)=1T ∑e jm Ωs t +∞−∞,其中T 为采样周期，Ωs =2π/T 是采样角频率。
信号理想采样的傅里叶变换为X ̂a (j Ω)=1T ∑X a +∞−∞[j(Ω−k Ωs )],由此式可知：信号理想采样后的频谱是原信号频谱的周期延拓，其延拓周期为Ωs =2π/T 。
根据时域采样定理，如果原信号是带限信号，且采样频率高于原信号最高频率分量的2倍，则采样以后不会发生频率混叠现象。
三、简明步骤
产生理想采样信号序列x a (n),使A=444.128，α=50√2π，Ω0=50√2π。
数字信号处理实验报告
数字信号处理实验报告
本次数字信号处理实验的主题是使用Matlab对信号进行数字滤波处理。本实验使用了一种典型的数字滤波器——FIR滤波器，并使用了Matlab内置的函数来实现数字信号处理。
首先，我们需要了解什么是数字滤波器。数字滤波器是一种将
数字信号转换为新的数字信号的电子设备，它可以清除噪音，改
善信号质量。以数字滤波器为例，我们所处理的信号是数字信号。数字信号由一串数字组成，其中每个数字代表一个离散点。在数
字信号处理中，我们处理的是离散点而非连续波形。数字滤波器
可以对数字信号进行操作，例如去除杂音和变换其频率响应等操作。
本次实验中我们使用的是FIR滤波器，也叫有限脉冲响应滤波
器（Finite Impulse Response Filter，FIR）。FIR滤波器是一种数字
滤波器，它的系统函数是有限长的，即如果输入为离散的序列，
输出也可以用离散的序列来表示。FIR滤波器具有线性相位和稳定性的特点。其特殊之处在于，FIR滤波器的输出仅取决于输入和系统函数之间的卷积，而与响应的前一个值和前一个误差相比，具
有无记忆性。
在实验中，我们将使用一个69点的FIR滤波器对从Matlab中选定的输入信号进行滤波处理。该FIR滤波器在设计时，我们选择了一个带宽为50 Hz的低通滤波器。我们将采用内置的fir1函数构建这个69点的FIR滤波器。
在Matlab中，我们将要使用fft函数对信号进行傅里叶变换，并使用fftshift函数将傅里叶变换的频率向量转换为零中心的频率向量。我们还将使用filter函数将滤波器应用于输入信号，得到输出信号，并使用plot函数可视化未经处理的输入信号和经处理的输出信号。
数字信号处理实验报告_完整版
实验1 利用DFT 分析信号频谱
一、实验目的
1.加深对DFT 原理的理解。
2.应用DFT 分析信号的频谱。
3.深刻理解利用DFT 分析信号频谱的原理，分析实现过程中出现的现象及解决方法。
二、实验设备与环境 计算机、MATLAB 软件环境 三、实验基础理论
1.DFT 与DTFT 的关系
有限长序列 的离散时间傅里叶变换 在频率区间 的N 个等间隔分布的点 上的N 个取样值可以由下式表示：
21
2/0
()|()()01N j
kn j N
k N k X e x n e
X k k N π
ωωπ--====≤≤-∑
由上式可知，序列 的N 点DFT ,实际上就是 序列的DTFT 在N 个等间隔频率点 上样本 。
2.利用DFT 求DTFT
方法1：由恢复出的方法如下：
由图2.1所示流程可知：
101()()()N j j n
kn j n
N n n k X e x n e
X k W e N ω
ωω∞
∞----=-∞
=-∞=⎡⎤=
=⎢⎥⎣⎦
∑∑∑ 由上式可以得到：
IDFT
DTFT
( )
1
2()()()N
j k k
X e X k N
ω
πφω==-
∑ 其中为内插函数
1
2sin(/2)()sin(/2)
N j N x e
N ωωφω--= 方法2：实际在MATLAB 计算中，上述插值运算不见得是最好的办法。由于DFT 是DTFT 的取样值，其相邻两个频率样本点的间距为2π/N ，所以如果我们增加数据的长度N ，使得到的DFT 谱线就更加精细，其包络就越接近DTFT 的结果，这样就可以利用DFT 计算DTFT 。如果没有更多的数据，可以通过补零来增加数据长度。
数字信号处理实验报告
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引言
数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）是一门研究数字信号的获取、分析、处理和控制的学科。在现代科技发展中，数字信号处理在通信、图像处理、音频处理等领域起着重要的作用。本次实验旨在通过实际操作，深入了解数字信号处理的基本原理和实践技巧。
实验一：离散时间信号的生成与显示
在实验开始之前，我们首先需要了解信号的生成与显示方法。通过数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）可以轻松生成和显示各种类型的离散时间信号。
实验设置如下：
1. 设置采样频率为8kHz。
2. 生成一个正弦信号：频率为1kHz，振幅为1。
3. 生成一个方波信号：频率为1kHz，振幅为1。
4. 将生成的信号通过DAC（Digital-to-Analog Converter）输出到示波器上进行显示。
实验结果如下图所示：
（插入示波器显示的正弦信号和方波信号的图片）
实验分析：通过示波器的显示结果可以看出，正弦信号在时域上呈现周期性的波形，而方波信号则具有稳定的上下跳变。这体现了正弦信号和方波信号在时域上的不同特征。
实验二：信号的采样和重构
在数字信号处理中，信号的采样是将连续时间信号转化为离散时间信号的过程，信号的重构则是将离散时间信号还原为连续时间信号的过程。在实际应用中，信号的采样和重构对信号处理的准确性至关重要。
实验设置如下：
1. 生成一个正弦信号：频率为1kHz，振幅为1。
2. 设置采样频率为8kHz。
3. 对正弦信号进行采样，得到离散时间信号。
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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、实验原理
采样的的过程既是连续信号离散化的过程。采用单位冲击串进行采样，为使采样信号能不失真的还原为采样前的信号，根据奈奎斯特采样率，采样频率应该大于信号最高频率的2倍。因为时域的采样既是对时域的离散化处理，时域离散频域会进行周期延拓，为了防止频域频谱混叠，必须满足奈奎斯特采样定律。线性卷积的过程为：反褶，移位，相乘，相加。设一个N1点的序列与一个N2的序列进行卷积则得到N1+N2-1点的序列。时域卷积，对应频域的相乘。序列的傅里叶变换即DTFT 。具有的性质有: 线性，移位性，对偶性，等等。
三、实验内容及步骤
1）分析采样序列的特性。产生采样序列
()a x n ，A 444.128=，
a 502π=，0502πΩ=。
a 、 取采样频率s f 1kH z =，即T 1m s =。观察所采样
()a x n 的幅频特性
()j X e
ω
和)(t x a 的幅频特性
()X j Ω在折叠频率处有无明显差别。
应当注意，实验中所得频谱是用序列的傅立叶变换公式求得的，所以在频率量度上存在关系：T ω=Ω。 b 、改变采样频率，s f 300H z =，观察()j X e
ω
的变化并做记录。
c 、 进一步降低采样频率，s f 200H z =，观察频谱混叠是否明显存在，说明
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一、实验目的
本次实验旨在加深对数字信号处理（DSP）理论的理解，并通过实践操作掌握数字信号处理的基本方法和技术。通过实验，学习如何使用相关软件工具进行信号的采集、分析、处理和重构，提高解决实际问题的能力。
二、实验内容
1. 信号采集与分析
- 使用数字示波器采集模拟信号，并将其转换为数字信号。
- 利用傅里叶变换（FFT）分析信号的频谱特性。
- 观察并记录信号的时域和频域特性。
2. 滤波器设计与实现
- 设计低通、高通、带通和带阻滤波器。
- 通过编程实现上述滤波器，并测试其性能。
- 分析滤波器对信号的影响，并调整参数以优化性能。
3. 信号重构实验
- 应用所学滤波器对采集的信号进行去噪处理。
- 使用逆傅里叶变换（IFFT）重构经过滤波处理的信号。
- 比较重构信号与原始信号的差异，评估处理效果。
三、实验设备与材料
- 计算机及DSP相关软件（如MATLAB、LabVIEW等）
- 数字示波器
- 模拟信号发生器
- 数据采集卡
四、实验步骤
1. 信号采集
- 连接并设置好数字示波器和模拟信号发生器。
- 生成一系列不同频率和幅度的模拟信号。
- 通过数据采集卡将模拟信号转换为数字信号。
2. 滤波器设计
- 在DSP软件中设计所需的滤波器，并编写相应的程序代码。
- 调整滤波器参数，如截止频率、增益等，以达到预期的滤波效果。
3. 信号处理与重构
- 应用设计的滤波器对采集的数字信号进行处理。
- 利用IFFT对处理后的信号进行重构。
- 通过对比原始信号和重构信号，评估滤波器的性能。
五、实验结果与分析
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 k
n
2．单位阶跃序列:⎩⎨⎧0
1
)(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:n
a n x =)(
在MATLAB 中:
n
a 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
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实验一 用DFT 作谱分析
（一）实验目的
（1）进一步加深DFT 算法原理和基本性质的理解；（2）熟悉FFT 的应用； （3）掌握使用DFT 作谱分析时可能遇到的问题及其原因，以便在实际中正确应用。
（二）实验内容和步骤
（1）复习DFT 的定义及其性质。 （2）设置以下信号供谱分析
()()()41--=n u n u n x
()⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≤≤+=n n n n n n x 其他07483012, ()⎪⎩⎪
⎨⎧≤≤-≤≤-=n n n n n n x 其他07
433
043 ()⎪⎭⎫ ⎝⎛=n n x 4cos 4π , ()⎪
⎭⎫
⎝⎛=n n x 8sin 5π ()()()()
t πt πt πt x 20cos 16cos 8cos 6++=
对于连续信号()t x a ，首先需要根据其最高频率成分确定抽样频率S f ，然后对其抽样，即计算()()S a nT x n x = （3）编写程序
编写程序对信号进行谱分析，程序流程如下：
1、设置信号长度N ，对连续信号设置抽样率；
2、产生实验信号；
3、绘制时间序列波形图；
4、使用FFT 计算信号的DFT ；
5、绘制信号的频谱。 （4）运行程序并观察结果
a ）对信号()n x 1、()n x 2、()n x 3进行谱分析，信号长度N 取8。观察输出结果。 x1(n)
n
x 1
(n )
k
|X (k )|
2
46
8
k
φ(k )
X2(n):
2
46
8
n
x 2
(n )
N = 8
k
|X (k )|
2
46
8
k
φ(k )
X3(n):
2
46
8
n
x 3
(n )
数字信号处理实验报告
数字信号处理实验报告实验报告
实验题目：数字信号处理实验
实验日期：XXXX年XX月XX日
实验目的：
1. 了解数字信号处理的基本概念和原理；
2. 掌握数字信号的采样、量化和编码方法；
3. 学习数字信号处理的基本算法和应用。实验内容：
1. 采样与重建
1.1 采样定理的验证
1.2 重建信号的实现
2. 量化与编码
2.1 量化方法的比较
2.2 编码方法的选择与实现
3. 数字滤波器设计与实现
3.1 FIR滤波器设计方法
3.2 IIR滤波器设计方法
实验步骤：
1. 使用示波器对输入的模拟信号进行采样，记录采样频率和采样点数。
2. 使用恢复信号方法，将采样得到的数字信号重建为模拟信号，并进行对比分析。
3. 对重建的信号进行量化处理，比较不同量化方法的效果，选择合适的方法进行编码。
4. 设计并实现数字滤波器，比较FIR和IIR滤波器的性能和实
现复杂度。
实验结果与分析：
1. 采样与重建实验结果表明，在满足采样定理的条件下，采样频率越高，重建信号的质量越高。
2. 量化与编码实验结果表明，在相同位数下，线性量化方法优于非线性量化方法，而编码方法可以根据信号特性选择，例如
差分编码适用于连续变化的信号。
3. 数字滤波器实验结果表明，FIR滤波器相对于IIR滤波器在时域和频域上更易于设计和理解，但实现复杂度较高。
实验结论：
数字信号处理是对模拟信号进行采样、量化和编码等处理，具有较高的灵活性和可靠性。在实际应用中，应根据需要选择合适的采样频率、量化位数和编码方式，并根据信号特性选择合适的滤波器设计方法。
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专业
学号
姓名
实验一 卷积实验
一、 实验目的
（1） 通过实验进一步理解卷积定理，了解卷积的过程； （2） 掌握应用线性卷积求解离散时间系统响应的基本方法； （3） 了解MATLAB 中有关卷积的子函数及其应用方法。 二、 实验原理
对于线性移不变离散时间系统的响应为输入信号和系统的冲激响应的卷积，其表示如下：
三、 实验仪器
微型计算机、MATLAB 四、 实验内容
（1）已知一个因果系统的差分方程为
()()()()()()62231323y n y n x n x n x n x n +-=+-+-+-
满足初始条件，在该系统的输入端加一个矩形脉冲序列，其脉冲宽度与周期的比例为1：4，一个周期取16 个采样点，求该系统的响应。 (2) 已知两个序列为()()()120.8(020),(010)n f n n f n u n n ==，求两
序列的卷积和。 五、 实验程序
六、 试验结果分析
七、思考题
MATLAB中提供的conv卷积子函数，使用中需要满足什么条件？若不满足，应如何处理？
实验二 离散系统的频率响应
一、 实验目的
（4） 加深对离散系统的频率响应特性基本概念的理解； （5） 了解离散系统的零极点与频响特性之间的关系；
（6） 熟悉MATLAB 中进行离散系统分析频响特性的常用子函数，掌握离散系
统幅频响应和相频响应的求解方法。 二、 实验原理
已知稳定系统传递函数的零极点增益模型为 则系统的频响函数为
()()()()
()()111
1
m
j n
M
M
j j m m
j j j m m N N z e j
dsp实验报告
dsp实验报告
DSP实验报告
一、引言
数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）是一种对数字信号进行处理和
分析的技术。它在许多领域中被广泛应用，如通信、音频处理、图像处理等。
本实验旨在通过实际操作，探索和理解DSP的基本原理和应用。
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DSP实验平台的使用方法；
3. 进行一系列DSP实验，加深对DSP技术的理解。
三、实验器材和软件
1. DSP开发板；
2. 电脑；
3. DSP开发软件。
四、实验内容
1. 实验一：信号采集与重构
在此实验中，我们将通过DSP开发板采集模拟信号，并将其转换为数字信号进
行处理。首先，我们需要连接信号源和开发板，然后设置采样频率和采样时间。接下来，我们将对采集到的信号进行重构，还原出原始模拟信号，并进行观察
和分析。
2. 实验二：滤波器设计与实现
滤波器是DSP中常用的模块，用于去除或增强信号中的特定频率成分。在此实
验中，我们将学习滤波器的设计和实现方法。首先，我们将选择合适的滤波器
类型和参数，然后使用DSP开发软件进行滤波器设计。最后，我们将将设计好
的滤波器加载到DSP开发板上，并进行实时滤波处理。
3. 实验三：频谱分析与频域处理
频谱分析是DSP中常用的方法，用于分析信号的频率成分和能量分布。在此实
验中，我们将学习频谱分析的基本原理和方法，并进行实际操作。我们将采集
一个包含多个频率成分的信号，并使用FFT算法进行频谱分析。然后，我们将
对频谱进行处理，如频率选择、频率域滤波等，并观察处理后的效果。
数字信号处理实验报告
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通信0303 汪勇 学号：
实验一：信号、系统及系统响应 1、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） 掌握序列傅立叶变换的计算机实现方法，利用序列的傅立叶变换对连续信号，离散
信号及系统响应进行频域分析．
2、实验原理简述：
对一个连续信号)(t xa 进行理想采样的过程可用下式表示：
^
x a(t)= )(t xa p(t)
其中^
x a(t)为)(t xa 的理想采样，p(t)为周期冲激脉冲，即
p(t)＝
∑∞
-∞
=n δ（t-nT ）
^
x a(t)的傅立叶变换^
X a(j Ω)为
^
X a(j Ω)＝
[])(1
s m T
n a
X Ω-Ω∑∞
-∞
=
上式表明^
X a(j Ω)为)(Ωj Xa 的周期延拓，其周期延拓为采样角频率
（T s π2=Ω）．采样前后信号的频谱示意图见图．只有满足采样定理时，才不会发生频率混叠失真．
离散信号和系统在时域均可用序列来表示。为了在数字计算机上观察分析各种序列的频域特性，通常对()e j X ω
在[]π2,0上进行M 点采样来观察分析。对长度为N 的有限长
序列x(n)有
()()e
e n
j N n k
j k m x X
ωω--=∑=10
其中
,1,0,2==
k k M
k
π
ω
，M-1 一个时域离散线性非移变系统的输入/输出关系为
y(n)=x(n)*h(n)=
()()m n h m x m -∑∞
-∞
=
如果x(n)和h(n)的长度分别为M 和N ，则y(n)的长度为L=N+M-1。
数字信号处理实验报告
数字信号处理实验报告
数字信号处理是指利用数字技术对模拟信号进行采样、量化、编码等处理后，再通过数字信号处理器进行数字化处理的技术。在数字信号处理实验中，我们通过对数字信号进行滤波、变换、解调等处理，来实现信号的处理和分析。
在实验中，我们首先进行了数字信号采集和处理的基础实验，采集了包括正弦信号、方波信号、三角波信号等在内的多种信号，并进行了采样、量化、编码等处理。通过这些处理，我们可以将模拟信号转换为数字信号，并对其进行后续处理。
接着，我们进行了数字信号滤波的实验。滤波是指通过滤波器对数字信号进行处理，去除其中的噪声、干扰信号等不需要的部分，使其更加纯净、准确。在实验中，我们使用了低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等多种滤波器进行数字信号滤波处理，得到了更加干净、准确的信号。
除了滤波，我们还进行了数字信号变换的实验。数字信号变换是指将数字信号转换为另一种表示形式的技术，可以将信号从时域转换到频域，或者从离散域转换到连续域。在实验中，我们使用了傅里叶变换、离散傅里叶变换等多种变换方式，对数字信号进行了变换处理，得到了信号的频谱信息和其他相关参数。
我们进行了数字信号解调的实验。数字信号解调是指将数字信号转换为模拟信号的技术，可以将数字信号还原为原始信号，并进行后续处理。在实验中，我们使用了频率解调、相干解调等多种解调方式，将数字信号转换为模拟信号，并对其进行了分析和处理。
总的来说，数字信号处理实验是一项非常重要的实验，可以帮助我们更好地理解数字信号处理的原理和方法，为我们今后从事相关领域的研究和工作打下坚实的基础。
数字信号实验报告 (全)
图 1-10：x 4(n)的波形 N=8
图 1-11：x 4(n)的波形 N=16
图 1-12：x 4(n)的波形 N=32
图 1-13：x 5(n)的波形 N=8
图 1-14：x 5(n)的波形 N=16
图 1-15：x 5(n)的波形 N=32
图 1-16： x 6(n)的波形 N=16
图 1-17： x 6(n)的波形 N=32
f1=4,f2=8（在点 N=1，2 处有较大的幅值） ，而且频率分辨率不够高，不能分辨开 第三个信号 cos(20pit)的频率 f3。 当 N=32，频率分辨率 F0=f s/N=2Hz，因此在 FFT 图里的点 N=2 有高幅值，在 N=4 有高幅值 N=5 也有高幅值。因为截取的为周期序列的整数倍，所以所得出的谱 正确。 当 N=64，频率分辨率 F0=f s/N=1Hz，因此在 FFT 图里的点 N=4 有高幅值，在 N=8 有高幅值 N=10 也有高幅值。因为截取的为周期序列的整数倍，所以所得出的谱 正确。 变换区间 N=64 时频谱幅度是变换区间 N=32 时 2 倍， 这种结果正好验证了用 FFT 对中期序列谱分析的理论。 2、误差分析 误差产生的原因： （1）对周期序列的截取不当，造成频谱泄漏 （2）抽样点数 N 太少，频率分辨率不够 用 FFT 做谱分析时参数的选择: （1）抽样频率要满足奈奎斯特准则，不小于信号最高频率的 2 倍 （2）在抽样频率一定的情况下，抽样点数 N 要适当。太小会造成频率分辨力不 够，太大会造成数据冗余。对周期序列，最好截取周期的整数倍进行谱分析 图 1-1：x1(n)的波形:N=8
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
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学生实验报告
（理工类）
课程名称：数字信号处理专业班级：通信（4）班学生学号：学生姓名：
所属院部：网络与通信工程学院指导教师：
20 16 ——20 17 学年第一学期
金陵科技学院教务处制
实验报告书写要求
实验报告原则上要求学生手写，要求书写工整。若因课程特点需打印的，要遵照以下字体、字号、间距等的具体要求。纸张一律采用A4的纸张。
实验报告书写说明
实验报告中一至四项内容为必填项，包括实验目的和要求；实验仪器和设备；实验内容与过程；实验结果与分析。各院部可根据学科特点和实验具体要求增加项目。
填写注意事项
（1）细致观察，及时、准确、如实记录。
（2）准确说明，层次清晰。
（3）尽量采用专用术语来说明事物。
（4）外文、符号、公式要准确，应使用统一规定的名词和符号。
（5）应独立完成实验报告的书写，严禁抄袭、复印，一经发现，以零分论处。
实验报告批改说明
实验报告的批改要及时、认真、仔细，一律用红色笔批改。实验报告的批改成绩采用百分制，具体评分标准由各院部自行制定。
实验报告装订要求
实验批改完毕后，任课老师将每门课程的每个实验项目的实验报告以自然班为单位、按学号升序排列，装订成册，并附上一份该门课程的实验大纲。
实验项目名称：MATLAB语言工作环境和基本操作实验学时：
同组学生姓名：实验地点：工科楼A205 实验日期：实验成绩：
批改教师：批改时间：
一、实验目的和要求
目的：
1．初步了解MATLAB开发环境和常用菜单的使用方法；
2．熟悉MATLAB常用窗口，包括命令窗口、历史窗口、当前工作窗口、工作空间浏览器窗口、数组编辑器窗口和M文件编辑/调试窗口等；
3．了解MATLAB的命令格式；
4．熟悉MATLAB的帮助系统。
要求：
1. 简述实验原理及目的。
2. 记录调试运行情况及所遇问题的解决方法。
3. 简要回答思考题。
二、实验仪器和设备
微型计算机、Matlab6.5以上版本的编程环境。
三、实验过程
命令窗口(Command Window)：
(1) 用于执行MATLAB命令，正常情况下提示符为“>>”，表示MATLAB进入工作状态。
(2) 在提示符后输入运算指令和函数调用等命令（不带“；”），MATLAB将迅速显示出结果并
再次进入准备工作状态。
(3) 若命令后带有“；”，MATLAB执行命令后不显示结果。
(4) 在准备工作状态下，如果按上下键，MATLAB会按顺序依次显示以前输入的命令，若要执
行它，则直接回车即可。
工作空间(Workspace)：
(1) 显示计算机内存中现有变量的名称、类型、结构及其占用子节数等。
(2) 如果直接双击某变量，则弹出Array Editor窗口供用户查看及修改变量内容。
(3) 该窗口上有工具条支持用户将某变量存储到文件中或者从文件中载入某变量。
命令历史记录(Command History)：
(1) 保存并显示用户在命令窗口中输入过的命令，以及每次启动MATLAB的时间等信息
(2) 若双击某条命令记录，则MATLAB会再次执行该命令。
当前路径窗口(Current Directory)：
(1)先是当前路径内的所有文件。
(2) 用户可以在这里新建或删除一个文件，也可以双击一个文件，在编辑/调试窗口中打开。设置当前路径(Current Directory)：
(1) 用于选择当前工作路径。
(2) 可以在命令窗口中输入文件名来直接调用工作路径下的文件。
使用MATLAB时获取帮助的两种方法：
(1)直接在命令窗口中输入help 函数名或命令；
(2)在帮助窗口中浏览或搜索相应信息。
还可以参考MATLAB的Demo程序来学习MATLAB编程。
2. 基本语法
标识符
标识符是标识变量名、常量名、函数名和文件名的字符串的总称。在MATLAB中，变量和常量的标志符最长允许19个字符；函数和文件名通常不超过8个字符（受操作系统文件管理器的限制）。这些字符包括全部的英文字母（区分大小写）、阿拉伯数字和下划线等符号。标识符的第一个字符必须是英文字母。
（1）变量及其赋值
变量代表一个活若干个内存单元。变量名必须是以字母开头，后接字母、数字或下划线的字符序列，最多63个字符。而且区分大小写。
赋值：变量名=表达式
（2）矩阵及其赋值
最简单的矩阵建立方法就是直接输入矩阵的元素。具体方法是：将矩阵的所有元素用方括号括起来，按矩阵行的顺序输入各元素，同一行的各元素之间用空格或逗号分隔，不同行的元素之间用分号分隔。
（3）数组及其赋值
数组通常是指单行或单列的矩阵。MATLAB提供两种为等间隔数组赋值的简易方法。
①用两个冒号组成等增量语句，其格式为：t=[初值：增量：终值]或者t=初值：增量：终值。
②用linspace函数。调用格式为：linspace(初值，终值，点数)。如：
（4）元素群的四则运算和幂次运算
元素群运算也就是矩阵中所有元素按照单个元素进行运算。在运算符*、/、\、^前加上一个点符号“.”，就表示做元素群运算。参与元素群运算的两个矩阵必须是同阶的（只有标量除外，它会自动扩展为同阶矩阵参与运算）。
运算式输出结果
Z=X.*Y Z = 4 10 18
Z=X.\Y Z = 4.0000 2.5000 2.0000
Z=X.^Y Z = 1 32 729
Z=X.^2 Z = 1 4 9
Z=2.^[X Y] Z = 2 4 8 16 32 64