数字信号处理综合实验题目

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数字信号处理实验作业完全版

实验1:理想采样信号的序列,幅度谱,相位谱,以及改变参数后的图像。

源程序: clc;n=0:50;A=444.128;a=50*sqrt(2.0*pi;T=0.001;w0=50*sqrt(2.0*pi;x=A*exp(-a*n*T.*sin(w0*n*T;close allsubplot(3,2,1;stem(x,’.’;title('理想采样信号序列';k=-25:25;W=(pi/12.5*k;X=x*(exp(-j*pi/12.5.^(n'*k;magX=abs(X;s ubplot(3,2,2;stem(magX,’.’;title('理想采样信号序列的幅度谱';angX=angle(X;subplot(3,2,3;stem(angX;title('理想采样信号序列的相位谱'n=0:50;A=1;a=0.4,w0=2.0734;T=1; x=A*exp(-a*n*T.*sin(w0*n*T;subplot(3,2,4;stem(x,’.’; title('理想采样信号序列'; k=-25:25; W=(pi/12.5*k;X=x*(exp(-j*pi/12.5.^(n'*k; magX=abs(X; subplot(3,2,5; stem(magX,’.’title('理想采样信号序列的幅度谱';0204060-2000200理想采样信号序列020406005001000理想采样信号序列的幅度谱0204060-505理想采样信号序列的相位谱0204060-11理想采样信号序列020406012理想采样信号序列的幅度谱上机实验答案:分析理想采样信号序列的特性产生在不同采样频率时的理想采样信号序列Xa(n,并记录各自的幅频特性,观察频谱‚混淆‛现象是否明显存在,说明原因。

源程序:A=444.128;a=50*pi*sqrt(2.0;W0=50*pi*sqrt(2.0;n=-50:1:50; T1=1/1000;Xa=A*(exp(a*n*T1.*(sin(W0*n*T1;subplot(3,3,1;plot(n,Xa;title('Xa序列';xlabel('n';ylabel('Xa';k=-25:25;X1=Xa*(exp(-j*pi/12.5.^(n'*k;subplot(3,3,2; stem(k,abs(X1,'.';title('Xa的幅度谱';xlabel('k';ylabel('〃幅度';subplot(3,3,3;stem(k,angle(X1,'.';title('Xa的相位谱';xlabel('k';ylabel('相位';T2=1/300;Xb=A*(exp(a*n*T2.*(sin(W0*n*T2;subplot(3,3,4;plot(n,Xb;title('Xb序列';xlabel('n';ylabel('相位';k=-25:25;X2=Xb*(exp(-j*pi/12.5.^(n'*k;subplot(3,3,5; stem(k,abs(X2,'.'; title('Xb 的幅度谱';xlabel('k';ylabel('〃幅度';subplot(3,3,6;stem(k,angle(X2,'.'; title(' Xb 的相位谱';xlabel('k';ylabel('相位';T3=1/200;Xc=A*(exp(a*n*T3.*(sin(W0*n*T3; subplot(3,3,7;plot(n,Xc;title('Xc 序列'; xlabel('n';ylabel('Xc';k=-25:25;X3=Xc*(exp(-j*pi/12.5.^(n'*k;subplot(3,3,8; stem(k,abs(X3,'.'; title('Xc 的幅度谱'; xlabel('k';ylabel('幅度';subplot(3,3,9;stem(k,angle(X3,'.'; title('Xc 的相位谱';xlabel('k';ylabel('相位';-50050-5057X a 序列n X a-500500128X a 的幅度谱k 幅度-50050-55X a 的相位谱k相位-50050-50518X b 序列n 相位-50050051018X b 的幅度谱k 幅度-50050-55X b 的相位谱k相位-50050-505x 1026X c 序列nX c-500500510x 1026X c 的幅度谱k幅度-50050-505X c 的相位谱k相位由图可以看出:当采样频率为1000Hz时,采样序列在折叠频率附近处,无明显混叠。

数字信号处理大题+小题(空白)

已知线性时不变系统的单位取样响应)(n h 和输入)(n x ，求输出)(n y 。

)2()(2)(),(5.0)(3--==n n n x n R n h δδ已知序)()(5n R n x =,求x(n)的8点DFT 变换。

已知模拟滤波器的传输函数 H_a (s)=(s +2)/(s +3)(s +1) ，用脉冲响应不变法将其转换为数字滤波器，设T=2。

已知采样周期T=2，用双线性变换法将其转换成数字滤波器，说明双线性变换法的有点和缺点。

已知，在Z 平面上画出零极点分布图。

已知FIR 滤波器的单位脉冲响应为：N=7,h(n)=[3,-2,1,0,1,-2,3] ，说明其相位特性，求群时延。

利用Z 变换法求解差分方程描述系统的系统函数H(z)。

1,0)(),(05.0)1(9.0)(-≤==--n n y n u n y n y写出图中流图的系统函数表达式。

已知序列x(n)如图所示，画x((n-2))5R 5(n)的图形。

(选做)求有限长序列x(n)= 的N 点DFT 。

y(n)-8 31/4x(n) 2Z -1Z -1Z -1用脉冲不变法将H a (s )=s+b(s+b)2+a 2转换为H(z),采样周期T 。

五、计算题(每题12分，共24分) 如图所示的RC 低通滤波器(1)用脉冲响应不变法转换成数字滤波器。

并画出相应的网络结构图 (2)用双线性变换法转换成数字滤波器。

并画出相应的网络结构图 (3)以上两种方法所设计的滤波器各自存在那种失真？某系统的输入)3(2)2()(2)(-+-+=n n n n x δδδ，系统的单位脉冲响应h(n)为)3(2)1(2)()(-+-+=n n n n h δδδ，求(1) 求系统输出y(n)；(2) x(n)和h(n)循环卷积（序列长度N=4），简述循环卷积和线性卷积的关系。

(3) x(n)和h(n)周期卷积（周期长度N=6）一、填空题1. N=210点的基2FFT 需要 8 级蝶形运算。

《数字信号处理》综合练习题,附答案

《数字信号处理》综合练习题1、线性系统对信号的处理是符合的。

2、因果系统的时域充要条件是。

3、因果、稳定系统的系统函数H(z)的收敛域可表示为。

4、序列x(n)的傅立叶变换是x(n)在Z 平面上的Z 变换。

5、Z 变换在单位圆上的值表示。

6、有限长序列x(n)的离散傅立叶变换X(k)就是x(n)在Z 平面单位圆上的抽样点上的Z 变换。

7、DFT 与DFS 有密切关系，因为有限长序列可以看成周期序列的主值区间，而周期序列可以看成有限长序列的。

8、频域N 点采样造成时域的周期延拓，其周期是。

9、IIR 系统的单位脉冲响应。

10、级联型数字滤波器的H(z)是各子系统)(z H i 的。

11、实际工作中，抽样频率总是选得小于两倍模拟信号的最高频率。

（）12、因果系统一定是稳定系统。

（）13、只要因果序列x(n)有收敛的Z 变换形式，则其“序列傅氏变换”就一定存在。

（）14、右边序列一定是因果序列。

（）15、当输入序列不同时，线性时不变系统的单位脉冲响应也不同。

（）16、离散时间系统的滤波器特性可以由其幅频特性直接看出。

（）17、某系统只要满足T[kx(n)]=ky(n)，即可判断系统为线性系统。

（）18、差分方程的求解方法有递推法、时域经典法、卷积法和变换域法，其中递推法的求解依赖于初始条件和给定输入。

（）19、确定一个线性时不变系统，在时域可由差分方程加初始条件，在Z 域可由系统函数加收敛域。

（）20、因果稳定系统的系统函数的极点均在单位圆内。

（）21、请写出线性系统的定义及判定公式。

22、请写出S 平面和Z 平面的对应关系。

23、写出序列)10)((-≤≤N n n x 的离散时间傅氏变换)(ωj eX 、离散傅氏变换X(k)和Z 变换X(z)的定义式。

24、设计数字滤波器的一般步骤。

25、设某线性时不变系统的单位脉冲响应序列)1(5.0)(-=n u n h n ，求其系统函数、差分方程和频响，26、研究一个输入为)(n x 和输出为)(n y 的时域线性离散移不变系统，已知它满足)()1()(310)1(n x n y n y n y =++--，并已知系统是稳定的。

数字信号处理实验7

数字信号处理实验题目数字音频信号的分析与处理班级姓名学号日期 2015.12 一、实验目的1．复习巩固数字信号处理的基本理论； 2．利用所学知识研究并设计工程应用方案。

二、实验原理数字信号处理技术在音频信号处理中的应用日益增多，其灵活方便的优点得到体现。

分频器即为其中一种音频工程中常用的设备。

人耳能听到的声音频率范围为20Hz~20000Hz ，但由于技术所限，扬声器难以做到在此频率范围内都有很好的特性，因此一般采用两个以上的扬声器来组成一个系统，不同的扬声器播放不同频带的声音，将声音分成不同频带的设备就是分频器。

下图是一个二分频的示例。

图8.1 二分频示意图高通滤波器和低通滤波器可以是FIR 或IIR 类型，其中FIR 易做到线性相位，但阶数太高, 不仅需要耗费较多资源，且会带来较长的延时；IIR 阶数低，但易出现相位失真及稳定性问题。

对分频器的特性，考虑最多的还是两个滤波器合成的幅度特性，希望其是平坦的，如图8.2所示：图8.2 分频器幅度特性由于IIR 的延时短，因此目前工程中大量应用的还是Butterworth 、Bessel 、Linkwitz-Riley 三种IIR 滤波器。

其幅频特性如图8.3所示：分频器低频放大高频放大声音输High -passLow-pass图8.3 三种常用IIR分频器的幅度特性巴特沃斯、切比雪夫、椭圆等类型的数字滤波器系数可通过调用 MATLAB 函数很方便的计算得到，但 Bessel、Linkwitz-Riley 数字滤波器均无现成的 Matlab 函数。

为了使设计的 IIR 滤波器方便在 DSP 上实现，常将滤波器转换为二阶节级联的形式。

设计好分频器后，为验证分频后的信号是否正确，可用白噪声信号作为输入信号，然后对分频后的信号进行频谱分析。

三、仪器设备计算机、matlab软件四、实验内容1. 任意选取两段声音信号（一段为语言或音乐信号，另一段为白噪声信号），分别作以下分析和处理：（1）分析信号的采样率、量化比特数；（2）画出时域波形图；（3）画出幅频特性和相频特性。

数字信号处理综合实验题目

数字信号处理综合实验题目（可参考，但不仅限于这些题目。

）综合实验题目之一：DTMF信号的产生与自动检测，考虑有噪声情况下的检测。

综合实验题目之二：产生一个连续信号，包含低频，中频，高频分量，对其进行采样，进行频谱分析，分别设计三种高通，低通，带通滤波器对信号进行滤波处理，观察滤波后信号的频谱。

综合实验题目之三：采集一段含有噪音的语音信号（可以录制含有噪音的信号，或者录制语音后再加进噪音信号），对其进行采样和频谱分析，根据分析结果设计出一个合适的滤波器滤除噪音信号。

综合实验题目之四：差分脉冲编码调制（DPCM）的matlab模块仿真，实现抽样，量化，预测，编码并解码。

综合实验题目之五：已知载波频率的扩频通讯MATLAB程序，通过扩展频率实现低信噪比的传输。

综合实验题目之六：给一幅灰度图象上色,使之变为一幅彩色图像。

综合实验题目之七：对含有噪音的心电信号（可以对采集的再加进噪声信号），对其进行采样和频谱分析，根据分析结果设计出一个合适的滤波器滤除噪声信号。

综合实验题目之八：采集一段自己的语音信号，画出采样后的语音信号的时域波形和频谱,给信号加入混响,并对其进行频谱分析。

综合实验题目之九：在保证彩色图像的视觉效果的条件下,减少图像中的颜色数。

综合实验题目之十：将一幅灰度图象进行处理,使之呈现出铅笔素描的效果。

综合实验题目之十一：录入自己的一段语音,通过处理,改变这段语音的语速。

综合实验题目之十二：录入自己的一段语音,通过处理,改变这段语音的频率，并回放语音，达到男声变为女声，或女声变为男声的效果。

综合实验题目之十三：录入自己的一段语音,通过处理,给这段语音叠加加上延迟，产生混响效果，并回放语音。

综合实验题目之十四读入一段摄像头固定情况下拍摄的视频，检测出视频中运动的物体。

实验报告要求：结合所选择的题目，详细说明为达到实验所要求的效果而采用的技术路线及方法，说明程序设计的思路和细节，并附上实验效果图，以说明所采用的方法的有效性，最后进行实验总结，结合课程，谈谈在实验设计中的体会。

《数字信号处理》课程实验题目

计电学院《数字信号处理》课程实验适用专业：电子通信工程专业；实验学时：9 学时一、实验的性质、任务和基本要求(一)本实验课的性质、任务数字信号处理课程实验是数字信号处理课程的有效的补充部分，通过实验，使学生巩固和加深数字信号处理的理论知识的理解和掌握，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。

通过实践进一步加强学生独立分析问题和解决问题的能力、实际动手能力、综合设计及创新能力的培养。

（二）基本要求掌握数字信号处理基本理论知识和滤波器设计及应用。

（三）实验选项二、实验教学内容实验一1、实验目的和要求1）加深理解时域采样定理、体会使用MATLAB的离散FT函数fft( )来解决涉及模拟信号的问题；2）加深理解对带通信号的采样特性，学会采用MATLAB解决该问题；3）加深理解在频率采样法中，过渡点对所设计滤波器特性的影响。

2、实验要求1）提供MATLAB程序，画出每个步骤的曲线图；2）写实验报告，包含有对所得结果进行分析和说明。

第一组：张毅雷凌峰白法聪覃昱滔刘强何新文第二组：邓志强林盛勇李日胜黎少锋梁聪杨晨实验二1、实验目的和要求（1）加深理解采用数字信号处理方法对模拟信号处理的过程、掌握使用MATLAB处理的方法；对一段音乐信号进行处理和输出；要求画出滤波前后语音信号时域波形、信号和滤波器的幅度频率特性曲线、相位频率特性曲线；（2）加深对截断效应的理解；（3）掌握使用MATLAB设计滤波器，并对语音信号处理的方法。

对一段音乐信号进行处理和输出；要求画出滤波前后语音信号时域波形、信号和滤波器的幅度频率特性曲线、相位频率特性曲线。

2、实验要求1）提供MATLAB程序，画出每个步骤的曲线图；2）写实验报告，包含有对所得结果进行分析和说明。

第九组:汪涛张汉毅巫金敏张经中柳泽举第六组：罗涛梁乐杰黄乃生实验三1、实验目的和要求掌握采用MATLAB数字滤波器设计软件编制方法。

软件要求在界面内有不同类型（高通低通带通带阻）滤波器的选择、或者只对低通滤波器采用不同方法设计的选择，应该有不同边界频率和不同衰减的选择，能画出幅度频率特性曲线、相位频率特性曲线。

数字信号处理试题及答案

数字信号处理试题及答案一、选择题1. 数字信号处理中的离散傅里叶变换（DFT）是傅里叶变换的______。

A. 连续形式B. 离散形式C. 快速算法D. 近似计算答案：B2. 在数字信号处理中，若信号是周期的，则其傅里叶变换是______。

A. 周期的B. 非周期的C. 连续的D. 离散的答案：A二、填空题1. 数字信号处理中，______是将模拟信号转换为数字信号的过程。

答案：采样2. 快速傅里叶变换（FFT）是一种高效的______算法。

答案：DFT三、简答题1. 简述数字滤波器的基本原理。

答案：数字滤波器的基本原理是根据信号的频率特性，通过数学运算对信号进行滤波处理。

它通常包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等类型，用于选择性地保留或抑制信号中的某些频率成分。

2. 解释什么是窗函数，并说明其在信号处理中的作用。

答案：窗函数是一种数学函数，用于对信号进行加权，以减少信号在离散化过程中的不连续性带来的影响。

在信号处理中，窗函数用于平滑信号的开始和结束部分，减少频谱泄露效应，提高频谱分析的准确性。

四、计算题1. 给定一个信号 x[n] = {1, 2, 3, 4}，计算其 DFT X[k]。

答案：首先，根据 DFT 的定义，计算 X[k] 的每个分量：X[0] = 1 + 2 + 3 + 4 = 10X[1] = 1 - 2 + 3 - 4 = -2X[2] = 1 + 2 - 3 - 4 = -4X[3] = 1 - 2 - 3 + 4 = 0因此，X[k] = {10, -2, -4, 0}。

2. 已知一个低通滤波器的截止频率为0.3π rad/sample，设计一个简单的理想低通滤波器。

答案：理想低通滤波器的频率响应为：H(ω) = { 1, |ω| ≤ 0.3π{ 0, |ω| > 0.3π }五、论述题1. 论述数字信号处理在现代通信系统中的应用及其重要性。

答案：数字信号处理在现代通信系统中扮演着至关重要的角色。

数字信号处理试题和答案

210 点的基 2 FFT 需要 10 级蝶形运算，总的运算时间是______μs。
二．选择填空题
1、δ(n)的 z 变换是 A 。
A. 1
B.δ(w)
C. 2πδ(w)
D. 2π
2、从奈奎斯特采样定理得出，要使实信号采样后能够不失真还原，采样频率 fs
与信号最高频率 fmax 关系为： A 。
A. fs≥ 2fmax
A.h(n)=δ(n)
B.h(n)=u(n)
C.h(n)=u(n)-u(n-1)
D.h(n)=u(n)-u(n+1)
21.一个线性移不变系统稳定的充分必要条件是其系统函数的收敛域包括( A )。
A.单位圆
B.原点
C.实轴
D.虚轴
22.已知序列 Z 变换的收敛域为｜z｜<1，则该序列为( C )。
A.有限长序列
。
A. 2y（n），y（n-3） B. 2y（n），y（n+3）
C. y（n），y（n-3）
D. y（n），y（n+3）
9、用窗函数法设计 FIR 数字滤波器时，加矩形窗时所设计出的滤波器，其过渡带
比加三角窗时
，阻带衰减比加三角窗时
。
A. 窄，小
B. 宽，小
C. 宽，大
D. 窄，大
10、在 N=32 的基 2 时间抽取法 FFT 运算流图中，从 x(n)到 X(k)需 B 级蝶形运
B。
A. N/2
B. （N-1）/2
C. （N/2）-1
D. 不确定
7、若正弦序列 x(n)=sin(30nπ/120)是周期的,则周期是 N= D 。
A. 2π
B. 4π
C. 2

数字信号处理试题与解答

一、数字信号处理（确定性信号）1、对于一个LTI 系统，设其输入序列为矩形冲激信号x(n)=u(n)-u(n-10)，而冲激相应为)(9.0)(n u n h n ，用MATLAB 求解输出信号。

可以直接调用卷积函数来实现。

解：clear allx=[1,1,1,1,1,1,1,1,1,1]; n=[0:9]; y=0.9.^n; z=conv(x,y); N=length(z); stem(0:N-1,z);图像如下：给定冲激信号x （n)设定y 函数绘图对x,y 卷积2、编程求两个序列之间的相关系数。

设序列x （k ）=｛3，11，7，0，-1，4，2｝，n=[-3,-2,-1,0,1,2,3]，将x 进行移位再加上一个白噪声信号，即y(k)=x(k-2)+w(k),其中k 属于n ，需要计算x 序列与y 序列之间的相关系数，可以使用卷积来实现。

解：clear all>> x=[3,11,7,0,-1,4,2]; >> nx=[-3:3];>> [y,ny]=sigshift(x,nx,2); >> w=randn(1,length(y)); >> nw=ny;>> [y,ny]=sigadd(y,ny,w,nw); >> [x,nx]=sigfold(x,nx);>> [rxy,nrxy]=conv_m(y,ny,x,nx); >> subplot(1,1,1); >> stem(nrxy,rxy)>> axis([-5,10,-50,250]); >> xlabel('延迟量1'); >> ylabel('rxy');>> title('噪声序列的互相关')图像如下：给定信号x （n)对x 序列移位设定随机信号w根据x,w 得到y 序列对x,y 卷积绘图3、利用filter函数计算冲激相应和单位阶跃响应。

(完整)数字信号处理试卷及答案,推荐文档

数字信号处理试卷及答案1一、填空题（每空1分, 共10分）1．序列()sin(3/5)x n n π=的周期为。

2．线性时不变系统的性质有律、律、律。

3．对4()()x n R n =的Z 变换为，其收敛域为。

4．抽样序列的Z 变换与离散傅里叶变换DFT 的关系为。

5．序列x(n)=(1，-2，0，3；n=0，1，2，3), 圆周左移2位得到的序列为。

6．设LTI 系统输入为x(n) ，系统单位序列响应为h(n)，则系统零状态输出y(n)= 。

7．因果序列x(n)，在Z →∞时，X(Z)= 。

二、单项选择题（每题2分, 共20分）1．δ(n)的Z 变换是（）A.1 B.δ(ω) C.2πδ(ω) D.2π 2．序列x 1（n ）的长度为4，序列x 2（n ）的长度为3，则它们线性卷积的长度是（）A. 3 B. 4 C. 6 D. 73．LTI 系统，输入x （n ）时，输出y （n ）；输入为3x （n-2），输出为（） A. y （n-2） B.3y （n-2） C.3y （n ） D.y （n ）4．下面描述中最适合离散傅立叶变换DFT 的是（）A.时域为离散序列，频域为连续信号B.时域为离散周期序列，频域也为离散周期序列C.时域为离散无限长序列，频域为连续周期信号D.时域为离散有限长序列，频域也为离散有限长序列5．若一模拟信号为带限，且对其抽样满足奈奎斯特条件，理想条件下将抽样信号通过即可完全不失真恢复原信号 A.理想低通滤波器 B.理想高通滤波器 C.理想带通滤波器 D.理想带阻滤波器6．下列哪一个系统是因果系统（）A.y(n)=x (n+2) B. y(n)= cos(n+1)x (n) C. y(n)=x (2n) D.y(n)=x (- n)7．一个线性时不变离散系统稳定的充要条件是其系统函数的收敛域包括（）A. 实轴B.原点C.单位圆D.虚轴8．已知序列Z 变换的收敛域为｜z ｜>2，则该序列为A.有限长序列B.无限长序列C.反因果序列D.因果序列 9．若序列的长度为M ，要能够由频域抽样信号X(k)恢复原序列，而不发生时域混叠现象，则频域抽样点数N 需满足的条件是 A.N≥M B.N≤M C.N≤2M D.N≥2M 10．设因果稳定的LTI 系统的单位抽样响应h(n)，在n<0时，h(n)= ( )A.0 B .∞ C. -∞ D.1 三、判断题（每题1分, 共10分）1．序列的傅立叶变换是频率ω的周期函数，周期是2π。

数字信号处理实验例题

数字信号处理实验例题实验⼀离散时间信号与系统例1-1 ⽤MATLAB计算序列{-2 0 1 –1 3}和序列{1 2 0 -1}的离散卷积。

解MATLAB程序如下：a=[-2 0 1 -1 3];b=[1 2 0 -1];c=conv(a,b);M=length(c)-1;n=0:1:M;stem(n,c);xlabel('n'); ylabel('幅度');图1.1给出了卷积结果的图形，求得的结果存放在数组c中为：{-2 -4 1 3 1 5 1 -3}。

例1-2 ⽤MATLAB计算差分⽅程当输⼊序列为时的输出结果。

解MATLAB程序如下：N=41;a=[0.8 -0.44 0.36 0.22];b=[1 0.7 -0.45 -0.6];x=[1 zeros(1,N-1)];k=0:1:N-1;y=filter(a,b,x);stem(k,y)xlabel('n');ylabel('幅度')图 1.2 给出了该差分⽅程的前41个样点的输出，即该系统的单位脉冲响应。

例1-3 ⽤MATLAB计算例1-2差分⽅程所对应的系统函数的DTFT 。

解例1-2差分⽅程所对应的系统函数为：1231230.80.440.360.02()10.70.450.6z z z H z z z z -------++=+--其DTFT 为23230.80.440.360.02()10.70.450.6j j j j j j j e e e H ee e e ωωωωωωω--------++=+--⽤MATLAB 计算的程序如下：k=256;num=[0.8 -0.44 0.36 0.02]; den=[1 0.7 -0.45 -0.6]; w=0:pi/k:pi; h=freqz(num,den,w); subplot(2,2,1); plot(w/pi,real(h));grid title('实部')xlabel('\omega/\pi');ylabel('幅度') subplot(2,2,2); plot(w/pi,imag(h));gridtitle('虚部')xlabel('\omega/\pi');ylabel('Amplitude')subplot(2,2,3);plot(w/pi,abs(h));gridtitle('幅度谱')xlabel('\omega/\pi');ylabel('幅值')subplot(2,2,4);plot(w/pi,angle(h));gridtitle('相位谱')xlabel('\omega/\pi');ylabel('弧度')实验⼆离散傅⾥叶变换及其快速算法例2-1对连续的单⼀频率周期信号按采样频率采样，截取长度N分别选N =20和N =16，观察其DFT结果的幅度谱。

数字信号处理设计性实验题目

实验4 IIR 数字滤波器的设计（4学时）-----------设计性实验（考核）一、实验目的z 学生自己运用MATLAB 设计IIR 数字低通滤波器，方法不限。

（基本要求）z 实现信号的滤波。

（要求扩展）二、实验原理IIR 数字滤波器经典设计法IIR 数字滤波器经典设计法的一般步骤为：（1）根据给定的性能指标和方法不同，首先对设计性能指标中的频率指标，如数字边界频率进行变换，转换后的模拟频率指标作为模拟滤波器原型设计的性能指标。

（2）估计模拟滤波器最小阶数和截止频率，利用MATLAB 工具函数buttord、cheb1ord、cheb2ord、ellipord 等。

（3）设计模拟低通滤波器原型。

利用MATLAB 工具函数buttap、cheb1ap、cheb2ap、ellipap 等。

（4）由模拟原型低通滤波器经频率变换获得模拟滤波器（低通、高通、带通、带阻等），利用MATLAB 工具函数lp2lp、lp2hp、lp2bp、lp2bs。

（5）将模拟滤波器离散化获得IIR 数字滤波器，利用MATLAB 工具函数bilinear 或impinvar。

设计IIR 滤波器时，给出的性能指标通常分数字指标和模拟指标两种。

数字性能指标给出通带截止频率p ω，阻带起始频率s ω，通带波纹Rp，阻带衰减Rs等。

数字频率p ω和s ω的取值范围为0~π，单位弧度。

而MATLAB 工具函数常采用归一化频率，p ω和s ω的取值范围为0~1，对应于0～π，此时需进行转换。

模拟性能指标给出通带截止频率p Ω，阻带起始频率s Ω，通带波纹Rp，阻带衰减Rs 等。

模拟频率p Ω和s Ω单位为弧度/秒（rad/s）。

MATLAB 信号处理工具箱中，设计性能指标的转换应根据不同设计方法进行不同处理。

三、实验内容任务1、设计一模拟IIR 模拟低通滤波器并转换为数字IIR 低通滤波器。

(考核基本要求)说明：1）模拟滤波器设计采用巴特沃斯或者切比雪夫一型滤波器作为原型。

(完整word版)数字信号处理试卷及答案(word文档良心出品)

A一、选择题（每题3分，共5题）1、 )63()(π-=n j e n x ，该序列是。

A.非周期序列B.周期6π=N C.周期π6=N D. 周期π2=N 2、序列)1()(---=n u a n x n ，则)(Z X 的收敛域为。

A.a Z <B.a Z ≤C.a Z >D.a Z ≥ 3、对)70()(≤≤n n x 和)190()(≤≤n n y 分别作20点DFT ，得)(k X 和)(k Y ，19,1,0),()()( =⋅=k k Y k X k F ，19,1,0)],([)( ==n k F IDFT n f ，n 在范围内时，)(n f 是)(n x 和)(n y 的线性卷积。

A.70≤≤nB.197≤≤nC.1912≤≤nD.190≤≤n4、 )()(101n R n x =，)()(72n R n x =，用DFT 计算二者的线性卷积，为使计算量尽可能的少，应使DFT 的长度N满足。

A.16>NB.16=NC.16<ND.16≠N5.已知序列Z 变换的收敛域为｜z ｜<1，则该序列为。

A.有限长序列B.右边序列C.左边序列D.双边序列二、填空题（每题3分，共5题）1、对模拟信号（一维信号，是时间的函数）进行采样后，就是信号，再进行幅度量化后就是信号。

2、要想抽样后能够不失真的还原出原信号，则抽样频率必须，这就是奈奎斯特抽样定理。

3、对两序列x(n)和y(n)，其线性相关定义为。

4、快速傅里叶变换（FFT ）算法基本可分为两大类，分别是：；。

5、无限长单位冲激响应滤波器的基本结构有直接Ⅰ型，，______ 和______ 四种。

三、10)(-≤≥⎩⎨⎧-=n n ba n x n n求该序列的Z 变换、收敛域、零点和极点。

（10分）四、求()()112111)(----=z z Z X ，21<<z 的反变换。

数字信号处理综合测试(一)评分标准及参考答案

数字信号处理综合测试（一）评分标准及参考答案一、填空题1．)(*)()(n h n x n y =，)()()(ωωωj j j e H e X e Y =，)()()(z H z X z Y =（3分，各1分）2．2π，偶，奇（3分，各1分）3．2/1−z z ，21||<z （3分，若没标收敛域扣1分） 4．×，√，√（3分，各1分）5．有限次分解（或分解为短序列的DFT ），对称性（周期性），蝶形运算，原位运算，倒位序（5分，各1分）二、1．解：)2()1(3)(2)2()4(2)(−+−+++−+−=n n n n n n x δδδδδ4分 2．解：∵)()]([T 011n n x n x −=，)()]([T 022n n x n x −=)]([T )]([T )]()([T 2121n x b n x a n bx n ax +=+∴线性系统 3分∵)()]([T 0k n n x k n x −−=−)]([T )()(y 0k n x k n n x k n −=−−=−∴移不变系统 3分三、解：1．零点0=z ，极点2/11=z ，22=z 零极点分布图2分 2．2523)(2+−−=z z zz H22/12523)(2−−−=+−−=z zz z z z z z H 2分（1）若2||>z ，系统为因果非稳定系统（2分），)(2)(21)(n u n u n h n n−⎟⎠⎞⎜⎝⎛=（1分）（2）若2||5.0<<z ，系统为稳定非因果系统（2分），)1(2)(21)(−−+⎟⎠⎞⎜⎝⎛=n u n u n h n n （1分）四、解：1． 5分2．5分3．5分五、解：双线性变换法 2分111121)(−−+−⋅=+=z z T s sC R Rz H 8分六、简答题1．答：频谱产生周期延拓，频谱的幅度是X a (j Ω)的1/T 倍（2分，每小点1分）条件：连续信号必须带限于c f ，且采样频率c s f f 2≥ 2分2．答：X(k)是序列傅里叶变换)(ωj eX 在区间[0,2π]上的等间隔采样值，采样间隔为ω=2π/N ，即k N j e X k X πωω2|)()(==（2分）X(k)是序列z 变换)(z X 在单位圆上的等距离采样，即k NW z z X k X −==|)()(（2分） 3．答：频谱混叠是因为不等式c s f f 2≥没有得到满足，可令c s f f 2≥；漏泄是因截断而起，可选用其它形式的窗函数。

数字信号处理试卷及详细答案(三套)

数字信号处理试卷答案完整版一、填空题：（每空1分，共18分）1、数字频率ω是模拟频率Ω对采样频率s f 的归一化，其值是连续（连续还是离散？）。

2、双边序列z 变换的收敛域形状为圆环或空集。

3、某序列的DFT 表达式为∑-==1)()(N n knMWn x k X ，由此可以看出，该序列时域的长度为N ，变换后数字频域上相邻两个频率样点之间的间隔是Mπ2。

4、线性时不变系统离散时间因果系统的系统函数为252)1(8)(22++--=z z z z z H ，则系统的极点为2,2121-=-=z z ；系统的稳定性为不稳定。

系统单位冲激响应)(n h 的初值4)0(=h ；终值)(∞h 不存在。

5、如果序列)(n x 是一长度为64点的有限长序列)630(≤≤n ，序列)(n h 是一长度为128点的有限长序列)1270(≤≤n ，记)()()(n h n x n y *=（线性卷积），则)(n y 为64+128-1＝191点点的序列，如果采用基FFT2算法以快速卷积的方式实现线性卷积，则FFT 的点数至少为256点。

6、用冲激响应不变法将一模拟滤波器映射为数字滤波器时，模拟频率Ω与数字频率ω之间的映射变换关系为Tω=Ω。

用双线性变换法将一模拟滤波器映射为数字滤波器时，模拟频率Ω与数字频率ω之间的映射变换关系为)2tan(2ωT =Ω或)2arctan(2T Ω=ω。

7、当线性相位FIR 数字滤波器满足偶对称条件时，其单位冲激响应)(n h 满足的条件为)1()(n N h n h --=，此时对应系统的频率响应)()()(ωϕωωj j e H eH =，则其对应的相位函数为ωωϕ21)(--=N 。

8、请写出三种常用低通原型模拟滤波器巴特沃什滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器。

二、判断题（每题2分，共10分）1、模拟信号也可以与数字信号一样在计算机上进行数字信号处理，只要加一道采样的工序就可以了。

数字信号处理实验作业

实验5 抽样定理一、实验目的：1、了解用MA TLAB 语言进行时域、频域抽样及信号重建的方法。

2、进一步加深对时域、频域抽样定理的基本原理的理解。

3、观察信号抽样与恢复的图形，掌握采样频率的确定方法和内插公式的编程方法。

二、实验原理：1、时域抽样与信号的重建（1）对连续信号进行采样例5-1 已知一个连续时间信号sin sin(),1Hz 3ππ=0001f(t)=(2f t)+6f t f ，取最高有限带宽频率f m =5f 0，分别显示原连续时间信号波形和F s >2f m 、F s =2f m 、F s <2f m 三情况下抽样信号的波形。

程序清单如下：%分别取Fs=fm ，Fs=2fm ，Fs=3fm 来研究问题 dt=0.1; f0=1; T0=1/f0; m=5*f0; Tm=1/fm; t=-2:dt:2;f=sin(2*pi*f0*t)+1/3*sin(6*pi*f0*t); subplot(4,1,1); plot(t,f);axis([min(t),max(t),1.1*min(f),1.1*max(f)]); title('原连续信号和抽样信号'); for i=1:3;fs=i*fm;Ts=1/fs; n=-2:Ts:2;f=sin(2*pi*f0*n)+1/3*sin(6*pi*f0*n); subplot(4,1,i+1);stem(n,f,'filled');axis([min(n),max(n),1.1*min(f),1.1*max(f)]); end程序运行结果如图5-1所示：原连续信号和抽样信号图5-1（2）连续信号和抽样信号的频谱由理论分析可知，信号的频谱图可以很直观地反映出抽样信号能否恢复原模拟信号。

因此，我们对上述三种情况下的时域信号求幅度谱，来进一步分析和验证时域抽样定理。

例5-2编程求解例5-1中连续信号及其三种抽样频率（F s>2f m、F s=2f m、F s<2f m）下的抽样信号的幅度谱。

数字信号处理考试试题及答案

8、线性相位FIR 数字滤波器的单位脉冲响应h(n ) 应满足条件h(n)= 士h(N -n - 1)。

9. IIR 数字滤波器的基本结构中，直接型运算累积误差较大；级联型运算累积误差较小；并联型运算误差最小且运算速度最高。

10. 数字滤波器按功能分包括低通、高通、带通、带阻滤波器。

11. 若滤波器通带内群延迟响应 = 常数，则为线性相位滤波器12. x(n)= A cos(| 3n)|的周期为 14\ 7 )13. 求 z 反变换通常有围线积分法 (留数法)、部分分式法、长除法等。

第 1 页共 7 页A. 零点为z= ，极点为 z=0B. 零点为z=0，极点为z=C. 零点为z= ，极点为 z=1D. 零点为z= ，极点为z=24.下列各种滤波器的结构中哪种不是IIR 滤波器的基本结构？ (CA.直接型B.级联型C.频率抽样型D.并联型5.以下关于用双线性变换法设计IIR 滤波器的论述中正确的是( B )。

A.数字频率与模拟频率之间呈线性关系B.总是将稳定的模拟滤波器映射为一个稳定的数字滤波器C.使用的变换是s 平面到 z 平面的多值映射D.不宜用来设计高通和带阻滤波器6.对连续信号均匀采样时，采样角频率为Ωs，信号最高截止频率为Ωc，折叠频率为( D )。

A. ΩsB. ΩcC. Ωc/2D. Ωs/2 7．下列对 IIR 滤波器特点的论述中错误的是( C )。

A．系统的单位冲激响应h(n)是无限长的 B.结构必是递归型的C.肯定是稳定的D.系统函数H(z)在有限 z 平面 (0<|z|<∞ )上有极点第 2 页共 7 页8. δ (n)的 z 变换是 ( A )。

A. 1B. δ (w)C. 2 πδ (w)D. 2 π9.设x(n) , y(n) 的傅里叶变换分别是X(e j O ), Y(e j O )，则x(n) . y(n) 的傅里叶变换为 ( D ) .A. X(e j O ) *Y(e j O )B. X(ej O ) .Y(e j O )C．X(e j O ) . Y(e j O )D.X(e j O )*Y(e j O )10.一个线性移不变系统稳定的充分必要条件是其系统函数的收敛域包括( A )。

数字信号处理试题

数字信号处理综合测试（一）（考试时间：100分钟）一、填空题（1~3题每题3分，第4题6分，第5题5分，共20分）1.写出离散线性移不变系统输入输出间的一般表达式（时域、频域和z域）_____________。

2.离散线性移不变系统的频率响应是以______为周期的ω的周期函数，若h(n)为实序列，则实部______对称，虚部______对称。

（填“奇”或“偶”）3._____________________。

4.判断（填“√”或“×”）（1）设信号x(n)是一个离散的非周期信号，那么其频谱一定是一个连续的周期信号。

_________（2）离散傅里叶变换中，有限长序列都是作为周期序列的一个周期来表示的，都隐含有周期性意思。

_________（3）信号持续时间有限长，则其频谱无限宽；若信号的频谱有限宽，则其持续时间无限长。

__________5.快速傅里叶变换是基于对离散傅里叶变换__________________________和利用旋转因子的____________来减小计算量，其特点是____________、____________、____________。

二、（共10分）1.（4分）序列如图所示，试将x(n)表示为单位脉冲序列δ(n)及其加权和的形式。

2.（6分）判断系统T，n0为正常数是否为线性系统？是否为移不变系统？三、（10分）已知一个线性移不变离散系统的系统函数为1.画出H(z)的零极点分布图；（2分）2.在以下两种收敛域下，判断系统的因果稳定性，并求出相应的序列h(n)。

（8分）（1）2；（2）0.5 2四、（15分）已知序列x1(n)和x2(n)如下：1.计算x1(n)与x2(n)的15点循环卷积y1(n)，并画出y1(n)的略图；2.计算x1(n)与x2(n)的19点循环卷积y2(n)，并画出y2(n)的略图；3.画出FFT计算x1(n)与x2(n)线性卷积的框图。

数字信号处理实验考查选题

数字信号处理实验考查选题数字信号处理实验考查选题（62051-2班）：1、试用双线性变换法设计一低通滤波器，给定技术指标是,20,3,300,10021dB dB Hz f Hz f st p ====δδ抽样频率为Hz f s 100=，请用matlab 软件设计。

2、一个数字系统的抽样频率,2000Hz f s =试设计一个为此系统使用的带通数字滤波器)(z H dbp ，希望采用巴特沃兹滤波器。

要求：（1）通带范围为300～400Hz ，在带边频率处的衰减不大于3dB 。

（2）在200Hz 以下盒500Hz 以上衰减不小于18dB 。

请用matlab 软件实现。

3、试用matlab 设计一低通数字滤波器，给定技术指标是Hz f p 100=，,20,3,30021dB dB Hz f st ===δδ抽样频率Hz f s 1000=。

4、设计一个模拟巴特沃兹低通滤波器，它在30s rad /处具有1dB 或更好的波动，在50s rad /处具有至少30dB 的衰减，求出系统函数，画出滤波器的幅度响应、相位响应。

5、设计低通数字滤波器，要求在通带内频率低于0.2rad π时，允许幅度误差在1dB 以内，在频率0.3rad π～rad π之间的阻带衰减大于15dB ，用冲激响应不变法设计数字滤波器，T=1,模拟滤波器采用巴特沃兹滤波器原型。

6、设计一个巴特沃兹高通滤波器，要求通带截止频率为0.6π，通带内衰减不大于1dB ，阻带起始频率为0.4π，阻带内衰减不小于15dB ，T ＝1。

请用matlab 软件设计。

7、设计一个巴特沃兹带通滤波器，要求通带上下截止频率为0.4π、0.3π，通带内衰减不大于3dB ，阻带上下起始频率为0.5π、0.2π，阻带内衰减不小于18dB 。

请用matlab 软件设计。

8、设计一个巴特沃兹带阻滤波器，要求通带上下截止频率为0.8π、0.2π，通带内衰减不大于1dB ，阻带上下起始频率为0.7π、0.4π，阻带内衰减不小于30dB 。

数字信号处理习题(全)

习题一1 判断下列信号中哪一个是周期信号，如果是周期信号，求出它的周期。

（a ）sin1.2n （b ）sin9.7n π （c ） 1.6j neπ（d ）cos(3/7)n π （e ） 3cos 78A n ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭ （f ）18j n e π⎛⎫- ⎪⎝⎭2 以下序列是系统的单位脉冲响应h(n)，试说明系统是否是因果的和稳定的。

（1）21()u n n （2） 1()!u n n （3）3()nu n （4）3()n u n - （5） 0.3()nu n （6） 0.3(1)nu n -- （7）(4)n δ+3 假设系统的输入和输出之间的关系分别如下式所示，试分别分析系统是否是线性时不变系统。

（1） ()3()8y n x n =+ （2） ()(1)1y n x n =-+ （3） ()()0.5(1)y n x n x n =+- （4） ()()y n nx n =习题二 4 已知因果系统的差分方程为()0.5(1)()0.5(1)y n y n x n x n =-++- 求系统的单位脉冲响应h(n)。

5 设系统的差分方程为()(1)()y n ay n x n =-+，0<a<1，(1)0y -=。

分析系统是否是线性、时不变系统。

习题三 6 试求以下序列的傅里叶变换。

（1） 1()(3)x n n δ=- （2）211()(1)()(1)22x n n n n δδδ=+++- （3） 3()()nx n a u n = 0<a<1 （4）4()(3)(4)x n u n u n =+--7 设()j X e ω是()x n 的傅里叶变换，利用傅里叶变换的定义或者性质，求下面序列的傅里叶变换。

（1）()(1)x n x n -- （2） *()x n （3）*()x n - （4） (2)x n （5）()nx n习题四8 假设信号1,2,3,2,1,n 2,1,0,1,20,()x n ---=--⎧⎨⎩=其他，它的傅里叶变换用()j X e ω表示，不具体计算()j X e ω，计算下面各式的值：（1）0()j X e （2） ()j X e ω∠ （3）()j X e d πωπω-⎰（4） ()j X e π（5）2()j d X e ππωω-⎰习题五9 设图P2.5所示的序列()x n 的FT 用()j X e ω表示，不直接求出()j X e ω，完成下列运算（1） 0()j X e （2）()j X e d πωπω-⎰ （3）()j X e π（4）确定并画出傅里叶变换为(())j e R X e ω的时间序列()e x n（5）2()j d X e ππωω-⎰ （6）2()j d dX e d ππωωω-⎰10 求以下各序列的Z 变换和相应的收敛域，并画出相应的零极点分布图。