DSP实习实验报告

M A T L A B上机实习报告

姓名：

班级：

指导老师：

2009.12.13

一、实验课程名称：数字信号处理

二、实验目的

掌握应用MATLAB 解决数字信号处理问题的方法，即熟悉应用MATLAB 处理数字信号处理问题相关的函数。

三、实验设备

安装有MATLAB 软件的计算机

四、实验内容

编写MATLAB 程序，实现下列题目：

实验一：

设线性时不变（LTI ）系统的冲激响应为h(n)，输入序列为x(n)

1、h(n)=(0.8)n ，0≤n ≤4； x(n)=u(n)-u(n-4)

2、h(n)=(0.8)n u(n), x(n)=u(n)-u(n-4)

3、h(n)=(0.8)n u(n), x(n)=u(n)

求以上三种情况下系统的输出y(n)。

实验二：

1、设有离散序列 x(n)=cos(0.48πn)+cos(0.52πn)

分析下列三种情况下的幅频特性。

（1） 采集数据长度N=16，分析16点的频谱，并画出幅频特性。采集数据长度N=16，并

补零到64点，分析其频谱，并画出幅频特性。

（2） 采集数据长度N=64，分析64点的频谱，并画出幅频特性。

观察三幅不同的幅频特性图，分析和比较它们的特点及形成原因。

2、实现序列的内插和抽取所对应的离散傅里叶变换。（选做）

()()n R n n n x 128]365.1cos 36[cos ⎪⎭

⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=ππ 求()()n x n x 41=和()⎪⎭

⎫ ⎝⎛=42n x n x 对应的128点傅里叶变换，比较三个结果所得到的幅频特性，分析其差别产生的原因。

实验三：

1、设计一个Butterworth 数字低通滤波器，设计指标如下：

通带截止频率：0.2π，幅度衰减不大于1分贝

阻带截止频率：0.3π，幅度衰减大于15分贝

2、让不同频率的正弦波通过滤波器，验证滤波器性能。

3、分析不同滤波器的特点和结果。

4、编程设计实现IIR 滤波器。

选取合适窗函数设计一个线性相位FIR低通滤波器，使它满足如下性能指标：

通带截止频率：ωp=0.5π,通带截止频率处的衰减不大于3分贝；

阻带截止频率：ωs=0.66π，阻带衰减不小于40分贝。

五、实验过程

1、熟悉与离散信号频谱分析相关的MATLAB函数（参考老师提供的PPT）；

2、通过运行附录2中提供的例题，熟悉用MATLAB解决数字信号处理问题

的基本方法；

3、根据实验内容中各个题目的要求，编写MATLAB程序代码，调试程序，分

析并保存结果。

六、实验中的主要结论、实践技能和心得体会

本次DSP实习，即MATLAB软件应用于处理数字信号处理问题。通过这三次实习我对MATLAB 软件由完全不懂到现在能调用相关函数处理比较简单的问题，同时通过网络资源来帮助自己更好的利用该软件为解决现实中的相关问题服务。在实习上机的过程中，就是对我们数字信号处理基础知识的巩固，虽然很多比较复杂的问题我们可以交给函数处理，但是对题目的理解及如何调用函数、处理的流程这些能力、知识全是我们课堂所学。锻炼了我们理论联系实际，用理论武器解决现实问题的能力。但是，要真正熟练掌握MATLAB软件还需要更多的实践。

七、实验结果

对实验练习题编写MATLAB程序并运行，在计算机上输出仿真结果。

附录2 解题程序

实验一：

1、2小题相似，以下给出第2小题程序，该程序可以用于该类问题的求解，仅需改变相关系数即可。

Matlab程序：

x=[ones(1,4)]; %输入为矩形脉冲序列，为一行4列向量

N1=length(x);

n1=0:N1-1; %序列长度为N1

N2=100;

n2=0:N2-1;

h=0.8.^n2; %冲激响应

N=N1+N2-1;

n=0:N-1;

y=conv(x,h); %调用卷积函数，x、h是参数

subplot(311);stem(n1,x);

subplot(312);stem(n2,h);

subplot(313);stem(n,y);

3、第3小题将N1、N2取100即可近似实现。

x=[ones(1,100)]; %输入为矩形脉冲序列，为一行4列向量N1=length(x);

n1=0:N1-1; %序列长度为N1

N2=100;

n2=0:N2-1;

h=0.8.^n2; %冲激响应

N=N1+N2-1;

n=0:N-1;

y=conv(x,h); %调用卷积函数，x、h是参数

subplot(311);stem(n1,x);

subplot(312);stem(n2,h);

subplot(313);stem(n,y);

运行结果：

实验二：

1、本题即DFT求解，因无DFT函数，改为调用FFT函数求解。

N1=16;

N2=64;

n1=0:N1-1;

n2=0:N2-1;

x=cos(0.48*pi*n)+cos(0.52*pi*n);

x1=(1:N1);

Y1=fft(x1,N1);

magY1=abs(Y1);

k1=0:N1-1;

w1=2*pi/N1*k1;

x2=[x1 zeros(1,N2-N1)];

Y2=fft(x2,N2);

magY2=abs(Y2);

k2=0:N2-1;

w2=2*pi*k2/N2;

Y3=fft(x,N2);

magY3=abs(Y3);

k3=0:N2-1;

w3=2*pi/N2*k3;

subplot(231);stem(n1,x1);title('没有足够点的采样信号');

subplot(234);stem(w1/pi,magY1);title('信号的频谱');

subplot(232);stem(n2,x2);title('添零信号');

subplot(235);stem(w2/pi,magY2);title('高密度频谱');

subplot(233);stem(n2,x2);title('有足够采样点的信号');

subplot(236);stem(w3/pi,magY3);title('高分辨率频谱');

试验结果：