《数字信号处理》课程实验题目
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。
大学《数字信号处理》课程考试试卷(含答案)
某大学《数字信号处理》课程考试试卷适应专业： 考试日期：考试时间：120分钟 考试形式：闭卷 试卷总分：100分 一、考虑下面4个8点序列，其中 0≤n ≤7，判断哪些序列的8点DFT 是实数，那些序列的8点DFT 是虚数，说明理由。
（本题12分） (1) x 1[n ]={-1, -1, -1, 0, 0, 0, -1, -1}, (2) x 2[n ]={-1, -1, 0, 0, 0, 0, 1, 1}, (3) x 3[n ]={0, -1, -1, 0, 0, 0, 1, 1}, (4) x 4[n ]={0, -1, -1, 0, 0, 0, -1, -1},二、数字序列 x(n)如图所示. 画出下列每个序列时域序列：（本题10分） (1) x(n-2)； (2)x(3-n)；(3)x[((n-1))6],(0≤n ≤5)； (4)x[((-n-1))6],(0≤n ≤5)；三、已知一稳定的LTI 系统的H(z)为)21)(5.01()1(2)(111------=z z z z H 试确定该系统H(z)的收敛域和脉冲响应h[n]。
（本题10分） 四、设x(n)是一个10点的有限序列 x （n ）={ 2,3,1,4,-3,-1,1,1,0,6}，不计算DFT ，试确定下列表达式的值。
(本题12分)(1) X(0), (2) X(5), (3) ∑=90)(k k X ,（4）∑=-95/2)(k k j k X e π五、x(n)和h(n)是如下给定的有限序列x(n)={5, 2, 4, -1, 2}， h(n)={-3, 2, -1 }(1) 计算x(n)和h(n)的线性卷积y(n)= x(n)* h(n)；(2) 计算x(n)和h(n)的6 点循环卷积y 1(n)= x(n)⑥h (n)； (3) 计算x(n)和h(n)的8 点循环卷积y 2(n)= x(n)⑧h (n)； 比较以上结果，有何结论？（14分）六、用窗函数设计FIR 滤波器时，滤波器频谱波动由什么决定 _____________，滤波器频谱过渡带由什么决定_______________。
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。
数字信号处理实验四
实验一：DFS 、DFT 与FFT一、实验内容2、已知某周期序列的主值序列为x(n)=[0,1,2,3,2,1,0]，编程显示2个周期的序列波形。
要求：① 用傅里叶级数求信号的幅度谱和相位谱，并画出图形 ② 求傅里叶级数逆变换的图形，并与原序列进行比较。
N=7;xn=[0,1,2,3,2,1,0]; xn=[xn,xn]; n=0:2*N-1; k=0:2*N-1;Xk=xn*exp(-j*2*pi/N).^(n'*k); x=(Xk*exp(j*2*pi/N).^(n'*k))/N; subplot(2,2,1);stem(n,xn);title('x(n)');axis([-1,2*N,1.1*min(xn),1.1*max(xn)]); subplot(2,2,2);stem(n,abs(x));title('IDFS|X(k)|');axis([-1,2*N,1.1*min(x),1.1*max(x)]); subplot(2,2,3),stem(k,abs(Xk));title('|X(k)|');axis([-1,2*N,1.1*min(abs(Xk)),1.1*max(abs(Xk))]); subplot(2,2,4),stem(k,angle(Xk));title('arg|X(k)|');axis([-1,2*N,1.1*min(angle(Xk)),1.1*max(angle(Xk))]);课程名称 数字信号 实验成绩 指导教师 王丽霞实 验 报 告院系 信息工程学院 班级 11专升本通信工程 学号 1103100068 姓名 周海霞日期 2011年10月17日12351051015|X (k)|510-2-1012arg|X (k)|3、已知有限长序列x(n)=[1,0.5,0,0.5,1,1,0.5,0]，要求： ① 求该序列的DFT 、IDFT 的图形；xn=[1,0.5,0,0.5,1,1,0.5,0]; N=length(xn); n=0:N-1; k=0:N-1;Xk=xn*exp(-1i*2*pi/N).^(n'*k); x=(Xk*exp(1i*2*pi/N).^(n'*k))/N; subplot(2,2,1);stem(n,xn);title('x(n)');axis([-1,N,1.1*min(xn),1.1*max(xn)]); subplot(2,2,2);stem(n,abs(x));title('IDFT|X(k)|');axis([-1,N,1.1*min(x),1.1*max(x)]); subplot(2,2,3),stem(k,abs(Xk));title('|X(k)|');axis([-1,N,1.1*min(abs(Xk)),1.1*max(abs(Xk))]); subplot(2,2,4),stem(k,angle(Xk));title('arg|X(k)|');axis([-1,N,1.1*min(angle(Xk)),1.1*max(angle(Xk))]);0.510.5124681234|X (k)|2468-2-1012arg|X (k)|② 用FFT 算法求该序列的DFT 、IDFT 的图形；xn=[1,0.5,0,0.5,1,1,0.5,0]; N=length(xn);subplot(2,2,1);stem(n,xn); title('x(n)'); k=0:N-1; Xk=fft(xn,N);subplot(2,1,2);stem(k,abs(Xk)); title('Xk=DFT(xn)'); xn1=ifft(Xk,N);subplot(2,2,2);stem(n,xn1);title('x(n)=IDFT(Xk)');x(n)1234567X k=DFT(xn)x(n)=IDFT(X k)③ 假定采用频率Fs=20Hz ，序列长度N 分别取8、32和64，用FFT 计算其幅度谱和相位谱。
数字信号处理课程设计选做题目
数字信号处理课程设计选做题目及要求一、课程设计题目1. DFT在信号频谱分析中的应用2.用窗函数法设计FIR数字低通滤波器注：以上课程设计题目具体要求可参考附录一二、课程设计的考核方法及成绩评定课程设计的考核依据学生的学习态度、方案合理性、资料完备性、创造性、报告撰写规范性和书面表达能力等为考核点，对学生进行综合考核。
成绩评定采用优秀、良好、中等、及格和不及格五级记分制。
评定细则如下：1.遵守纪律（10%）：根据设计出勤情况、遵守纪律情况及设计态度等因素评定；2.设计报告（80%）：根据课程设计报告书内容要求和实际完成情况评定；3.设计效果（10%）：根据设计实际完成的质量及设计中的创造性评定；对设计任务理解透彻，能够全面、正确、独立地完成设计内容所规定的任务，得出正确的设计结果，并按时提交完整、规范的设计报告，可评为优秀；按照设计任务要求能够顺利地完成任务，得出结果，按时提交较完整的、符合要求的设计报告，可评定为良好；按照设计要求完成了软件的编程与调试，基本完成了任务要求，提交符合要求的设计报告，可评为中等；基本完成设计目标，但不够完善，存在缺陷，在帮助指导下能够完成任务要求，提交设计报告，可评为及格；不能完成规定的任务和要求，未提交设计报告的，或抄袭他人设计报告的评为不及格。
三、课程设计报告撰写格式要求课程设计报告格式按附录三中的要求去做。
报告应认真书写，条理清晰，内容充实、插图规范，符合设计格式要求。
程序执行结果的图形尽量打印出来。
注：附录一：可供参考的课程设计题目及具体内容要求附录二：MATLAB语言简介附录三：课程设计报告撰写格式附录一：可供参考的设计题目及具体内容要求设计一 DFT 在信号频谱分析中的应用一、设计目的1. 熟悉DFT 的性质。
2. 加深理解信号频谱的概念及性质。
3. 了解高密度谱与高分辨率频谱的区别。
二、设计任务与要求1.学习用DFT 和补零DFT 的方法来计算信号的频谱。
数字信号处理课程设计参考题目
数字信号处理课程设计资料使用MATLAB（或其他开发工具）编程实现下述内容并写出课程设计报告。
一、课程设计参考题目与设计内容（也可自行选题）设计一基于DFT的信号频谱分析主要要求：1. 对离散确定信号作如下谱分析：(1) 截取x(n)使x(n)成为有限长序列N，(长度N自己选)写程序计算出x(n)的N 点DFT的X(k),并画出时域序列图和相应的幅频图。
(2) 将(1)中x(n)补零加长至M点，长度M自己选,（为了比较补零长短的影响，M可以取两次值，一次取较小的整数，一次取较大的整数），编写程序计算x(n)的M点DFT, 画出时域序列图和两次补零后相应的DFT幅频图。
2. 研究信号频域的物理分辨率与信号频域的分析分辨率，明白两者的区别。
(1)采集数据x(n)长度取N=16点，编写程序计算出x(n)的16点DFTX(k),并画出相应的幅频图。
(2) 采集数据x(n)长度N=16点，补零加长至M点(长度M自己选)，利用补零DFT计算x(n)的频谱并画出相应的幅频图。
(3) 采集数据x(n)长度取为M点（注意不是补零至M），编写程序计算出M点采集数据x(n)的的频谱并画出相应的幅频图。
3. 对比设计内容1、2中各个仿真图，说明补零DFT的作用。
补零DFT能否提高信号的频谱分辨率，说明提高频谱物理分辨率与频谱频域分辨率的措施各是什么？设计二用窗函数法设计FIR数字低通滤波器主要要求：1.熟悉各种窗函数,在MATLAB命令窗下浏览各种窗函数，绘出（或打印）各种窗函数图。
2.编写计算理想低通滤波器单位抽样响应的m函数文件。
3根据指标（低通FIR滤波器的指标自行选择）要求选择窗函数的形状与长度N。
4.编写m程序文件，通过调用设计内容2、3的m程序文件，计算所设计的实际低通FIR滤波器的单位抽样响应和频率响应，并打印在频率区间[O，π]上的幅频响应特性曲线，幅度用分贝表示。
6.验证所设计的滤波器是否满足指标要求。
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。
数字信号处理课程设计选做题目(学生用)
数字信号处理课程设计选做题目及要求一、课程设计题目根据大纲要求提供以下八个课程设计题目供学生选择，根据实际情况也可做其它相关课题。
1. DFT在信号频谱分析中的应用2. 有噪声情况下信号幅度谱的研究3. 取样信号的混叠现象研究4. 离散时间系统频域分析5.用双线性变换法设计IIR数字滤波器6.双音多频拨号音编解码系统7.用凯塞窗设计线性相位带通FIR滤波8.用窗函数法设计FIR数字低通滤波器注：以上课程设计题目具体要求可参考附录一二、课程设计的考核方法及成绩评定课程设计的考核依据学生的学习态度、方案合理性、资料完备性、创造性、报告撰写规范性和书面表达能力等为考核点，对学生进行综合考核。
成绩评定采用优秀、良好、中等、及格和不及格五级记分制。
评定细则如下：1.遵守纪律（10%）：根据设计出勤情况、遵守纪律情况及设计态度等因素评定；2.设计报告（80%）：根据课程设计报告书内容要求和实际完成情况评定；3.设计效果（10%）：根据设计实际完成的质量及设计中的创造性评定；对设计任务理解透彻，能够全面、正确、独立地完成设计内容所规定的任务，得出正确的设计结果，并按时提交完整、规范的设计报告，可评为优秀；按照设计任务要求能够顺利地完成任务，得出结果，按时提交较完整的、符合要求的设计报告，可评定为良好；按照设计要求完成了软件的编程与调试，基本完成了任务要求，提交符合要求的设计报告，可评为中等；基本完成设计目标，但不够完善，存在缺陷，在帮助指导下能够完成任务要求，提交设计报告，可评为及格；不能完成规定的任务和要求，未提交设计报告的，或抄袭他人设计报告的评为不及格。
三、课程设计报告撰写格式要求课程设计报告格式按附录三中的要求去做。
报告应认真书写，条理清晰，内容充实、插图规范，符合设计格式要求。
程序执行结果的图形尽量打印出来。
注：附录一：可供参考的课程设计题目及具体内容要求附录二：MATLAB语言简介附录三：课程设计报告撰写格式附录一：可供参考的设计题目及具体内容要求设计一 DFT 在信号频谱分析中的应用一、设计目的1. 熟悉DFT 的性质。
(完整版)数字信号处理实验二
y = filter(num,den,x,ic);
yt = a*y1 + b*y2;
d = y - yt;
subplot(3,1,1)
stem(n,y);
ylabel('振幅');
title('加权输入: a \cdot x_{1}[n] + b \cdot x_{2}[n]的输出');
subplot(3,1,2)
%扫频信号通过2.1系统：
clf;
n = 0:100;
s1 = cos(2*pi*0.05*n);
s2 = cos(2*pi*0.47*n);
a = pi/2/100;
b = 0;
arg = a*n.*n + b*n;
x = cos(arg);
M = input('滤波器所需的长度=');
num = ones(1,M);
三、实验器材及软件
1.微型计算机1台
2. MATLAB 7.0软件
四、实验原理
1.三点平滑滤波器是一个线性时不变的有限冲激响应系统，将输出延时一个抽样周期，可得到三点平滑滤波器的因果表达式，生成的滤波器表示为
归纳上式可得
此式表示了一个因果M点平滑FIR滤波器。
2.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
plot(n, y);
axis([0, 100, -2, 2]);
xlabel('时间序号 n'); ylabel('振幅');
数字信号处理习题答案及matlab实验详解.pdf
阶跃响应为： y[n] x[n] h[n] x[m]h[n m] h(n m), n m, m 0
m
m0
即 y(0) 0, y(1) 0.25, y(2) 0.5, y(3) 0.75,其余y(n) 1, (n 3)
利用函数 h=impz(b,a,N)和 y=filter(b,a,x)分别绘出冲激和阶跃响应 b=[0,0.25,0.25,0.25,0.25]; a=1; x=ones(1,100); h=impz(b,a,100);y=filter(b,a,x) figure(1) subplot(2,1,1); stem(h,’.’); subplot(2,1,2); plot(y,’.’);
4
解：（1）系统的转移函数是是其单位抽样响应的 Z 变换，因此
H (z)
1 1 z1
1 1 0.3z1
1 1 0.6z1
(1
3 3.8z1 1.08z2 z1)(1 0.3z1)(1 0.6z1)
1
3 1.9
3.8z1 1.08z2 z1 1.08z2 0.18z
3
Z 1
系统的零极点图如下图所示： B=[3,-3.8,1.08]; A=[1,-1.9,1.08,-0.18]; [Z,P,K]=tf2zp(B,A); Zplane(B,A)
5
单位抽样响应：
h(n)
1 2
n1
u
(n
1)
(n)
1
y(n) x(n) * h(n)
2 m1
1 2
m1
e
j (n m)
e
jn
e
jn
e j
1 2 1
2
n
u(n1)
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。
数字信号处理课程设计题目
题目一 : A sinusoid of frequency ω0=0.1πand duration of 300 samples, that is0()sin()x n n ω=,0≤n<300, is input to a (causal) filter with transfer function 1()1bH Z az -=-,where a=0.97。
Adjust thescale factor b such that the filter’s gain at ω0 is unity 。
Determine and plot the input x(n) and the output y(n) of the filter over the interval 0≤n<450, by iterating the difference equation of the filter. At the same time, plot the filter’s magnitude response.题目二: It is desired to extract a constant signal x (n)=s(n)+ ν(n)=s+ ν (n),where ν(n) is zero-meanwhite Caussian noise of variance бv 2 . (1) First-order IIR smoother; To this end, the following IIR lowpassfilter is used: 1()1bH Z az -=-, where the parameter a is restrict to the range 0<a <1.This can beachieve in two ways. (2) FIR averaging filters: Consider ,for example, the third-order filter H(z)=h 0+h 1z -1+h 2z -2+h 3z -3.(提示:当h 0,h 1,h 2,h 3四个系数相等时,其噪声抑制效果最佳)．备注：题目1,2可参考教材《数字信号处理》P187例6.6.1题目三：U sing the bilinear transformation and a lowpass analog Butterworth prototype, design a lowpass digital filter operating at a rate of 20kHz and having passband extending to 4kHz with maximum passband attenuation of 0.5dB,and stopband starting at 5kHz with a minimum stopband attenuation of 10dB.题目四：U sing the bilinear transformation and a lowpass analog Butterworth prototype, design a highpass digital filter operating at a rate of 20kHz and having passband extending to 5kHz with maximum passband attenuation of 0.5dB,and stopband ending at 4kHz with a minimum stopband attenuation of 10dB.备注：题目3,4要求：实验报告中要求写出对应的滤波器H(z)，并在H(z)表达式中将共轭极点对组成二阶基本节，以极点在Z 平面上分布顺序写出H(z)形式并将各二阶基本节系数以顺序列表。
数字信号处理上机实验及答案(第三版,第十章)
第十章上机实验数字信号处理是一门理论和实际密切结合的课程，为深入掌握课程内容，最好在学习理论的同时，做习题和上机实验。
上机实验不仅可以帮助读者深入的理解和消化基本理论，而且能锻炼初学者的独立解决问题的能力。
本章在第二版的基础上编写了六个实验，前五个实验属基础理论实验，第六个属应用综合实验。
实验一系统响应及系统稳定性。
实验二时域采样与频域采样。
实验三用FFT对信号作频谱分析。
实验四IIR数字滤波器设计及软件实现。
实验五FIR数字滤波器设计与软件实现实验六应用实验——数字信号处理在双音多频拨号系统中的应用任课教师根据教学进度，安排学生上机进行实验。
建议自学的读者在学习完第一章后作实验一；在学习完第三、四章后作实验二和实验三；实验四IIR数字滤波器设计及软件实现在。
学习完第六章进行；实验五在学习完第七章后进行。
实验六综合实验在学习完第七章或者再后些进行；实验六为综合实验，在学习完本课程后再进行。
10.1 实验一: 系统响应及系统稳定性1.实验目的（1）掌握求系统响应的方法。
（2）掌握时域离散系统的时域特性。
（3）分析、观察及检验系统的稳定性。
2.实验原理与方法在时域中，描写系统特性的方法是差分方程和单位脉冲响应，在频域可以用系统函数描述系统特性。
已知输入信号可以由差分方程、单位脉冲响应或系统函数求出系统对于该输入信号的响应，本实验仅在时域求解。
在计算机上适合用递推法求差分方程的解，最简单的方法是采用MA TLAB语言的工具箱函数filter函数。
也可以用MATLAB语言的工具箱函数conv函数计算输入信号和系统的单位脉冲响应的线性卷积，求出系统的响应。
系统的时域特性指的是系统的线性时不变性质、因果性和稳定性。
重点分析实验系统的稳定性，包括观察系统的暂态响应和稳定响应。
系统的稳定性是指对任意有界的输入信号，系统都能得到有界的系统响应。
或者系统的单位脉冲响应满足绝对可和的条件。
系统的稳定性由其差分方程的系数决定。
数字信号处理课程设计选做题目
数字信号处理课程设计选做题目及要求一、课程设计题目1. DFT在信号频谱分析中的应用2.用窗函数法设计FIR数字低通滤波器注：以上课程设计题目具体要求可参考附录一二、课程设计的考核方法及成绩评定课程设计的考核依据学生的学习态度、方案合理性、资料完备性、创造性、报告撰写规范性和书面表达能力等为考核点，对学生进行综合考核。
成绩评定采用优秀、良好、中等、及格和不及格五级记分制。
评定细则如下：1.遵守纪律（10%）：根据设计出勤情况、遵守纪律情况及设计态度等因素评定；2.设计报告（80%）：根据课程设计报告书内容要求和实际完成情况评定；3.设计效果（10%）：根据设计实际完成的质量及设计中的创造性评定；对设计任务理解透彻，能够全面、正确、独立地完成设计内容所规定的任务，得出正确的设计结果，并按时提交完整、规范的设计报告，可评为优秀；按照设计任务要求能够顺利地完成任务，得出结果，按时提交较完整的、符合要求的设计报告，可评定为良好；按照设计要求完成了软件的编程与调试，基本完成了任务要求，提交符合要求的设计报告，可评为中等；基本完成设计目标，但不够完善，存在缺陷，在帮助指导下能够完成任务要求，提交设计报告，可评为及格；不能完成规定的任务和要求，未提交设计报告的，或抄袭他人设计报告的评为不及格。
三、课程设计报告撰写格式要求课程设计报告格式按附录三中的要求去做。
报告应认真书写，条理清晰，内容充实、插图规范，符合设计格式要求。
程序执行结果的图形尽量打印出来。
注：附录一：可供参考的课程设计题目及具体内容要求附录二：MATLAB语言简介附录三：课程设计报告撰写格式附录一：可供参考的设计题目及具体内容要求设计一 DFT 在信号频谱分析中的应用一、设计目的1. 熟悉DFT 的性质。
2. 加深理解信号频谱的概念及性质。
3. 了解高密度谱与高分辨率频谱的区别。
二、设计任务与要求1.学习用DFT 和补零DFT 的方法来计算信号的频谱。
数字信号处理课程设计题目_12级
数字信号处理课程设计题⽬_12级数字信号处理课程设计选题本次课程设计共有六组选题，每组选题每班可有4-5⼈选择，组内同学独⽴完成课程设计选题⼀：⼀、⼀个连续信号含两个频率分量，经采样得()=sin(2*0.125*n)+cos(2*(0.125+f)*n),0,1,,1x n n N ππ?=-当N=16，Δf 分别为1/16和1/64时，观察其频谱；当N=128时，Δf 不变，其结果有何不同，为什么？绘出相应的时域与频域特性曲线，分析说明如何选择DFT 参数才能在频谱分析中分辨出两个不同的频率分量。
⼆、对周期⽅波信号进⾏滤波1）⽣成⼀个基频为10Hz 的周期⽅波信号。
2）选择适当的DFT 参数，对其进⾏DFT ，分析其频谱特性，并绘出相应曲线。
3）设计⼀个滤波器，滤除该周期信号中40Hz 以后的频率分量，观察滤波前后信号的时域和频域波形变化4）如果该信号淹没在噪声中，试滤除噪声信号。
三、⾳乐信号处理：1）获取⼀段⾳乐或语⾳信号，设计单回声滤波器，实现信号的单回声产⽣。
给出单回声滤波器的单位脉冲响应及幅频特性，给出加⼊单回声前后的信号频谱。
2）设计多重回声滤波器，实现多重回声效果。
给出多回声滤波器的单位脉冲响应及幅频特性，给出加⼊多重回声后的信号频谱。
3）设计全通混响器，实现⾃然声⾳混响效果。
给出混响器的单位脉冲响应及幅频特性，给出混响后的信号频谱。
4）设计均衡器，使得不同频率的混合⾳频信号，通过⼀个均衡器后，增强或削减某些频率分量**。
（**可选做）课程设计选题⼆：⼀、已知序列1）为了克服频谱泄露现象，试确定DFT 计算所需要的信号数据长度N 。
2）求()x n 的N 点DFT ，画出信号的幅频特性。
3）改变信号数据长度，使其⼤于或⼩于计算出的N 值，观察此时幅频特性的变化。
分析说明变化原因。
791()=cos()0.5cos()0.75cos()16162x n n n n πππ++⼆、多采样率语⾳信号处理 1）读取⼀段语⾳信号2）按抽取因⼦D=2进⾏抽取，降低信号采样率，使得数据量减少。
数字信号处理习题答案及matlab实验详解.pdf
2 已知用下列差分方程描述的一个线性移不变因果系统 y(n) y(n 1) y(n 2) x(n 1)
5
（a）
求这个系统的系统函数 H (z)
Y (z) X (z)
，画出
H
(
z)
的零-极点图并指出其
收敛区域； （b） 求此系统的单位抽样响应；
解：(a)
H (z)
Y (z) X (z)
1
z 1 z1
第一章
参考答案：
1
（1） 2
0
2 37
14 3
，有理数，所以周期为
14
（2）
2 0
2 16
12
，无理数，非周期
2 （1）[ 1 2 3 3 2 1]
(2) 当 n 0 时
y(n)
1
0.5n m 2 m
m
1 3
2n
当 n 1时
y(n)
n
0.5n m 2m
m
4 3
2n
3 线性，时变
4 （1）因果，不稳定 （2）非因果，稳定
j0.6286 z j / 4 1
9
y0s (n) 1.9608u(n) (0.4804 j0.6286)0.8n e jn / 4u(n) (0.4804 j0.6286)0.8n e jn / 4u(n) 系统输出： y(n) yos (n) y0i (n)
1.9608u(n) (0.2354 j0.308) 0.8n e jn /4u(n) (0.2354 j0.308)0.8n e jn /4u(n) >> y0=[1 1]; >> xic=filtic(b,a,y0); >> N=100;n=0:N-1;xn=ones(1,N); >> yn=filter(b,a,xn,xic); >> plot(n,yn);
(完整版)数字信号处理实验三
实验三 离散时间信号的频域分析实验室名称：信息学院2204 实验时间：2015年10月15日姓 名：蒋逸恒 学号：20131120038 专业：通信工程 指导教师：陶大鹏成绩教师签名:一、实验目的1、 对前面试验中用到的信号和系统在频域中进行分析，进一步研究它们的性质。
2、 学习离散时间序列的离散时间傅立叶变换（DTFT 、离散傅立叶变换（DFT 和z 变换。
二、实验内容Q3.1在程序P3.1中，计算离散时间傅里叶变换的原始序列是什么？Matlab 命令pause的作用是什么？Q3.2运行程序P3.1，求离散时间傅里叶变换得的实部、虚部以及幅度和香相位谱。
离散时间傅里叶变换是 w 的周期函数吗？若是，周期是多少？描述这四个图形表示的 对称性。
Q3.2修改程序P3.1，在范围0W w Wn 内计算如下序列的离散时间傅里叶变换：0.7 0.5e jw 0.3e j2w e j3w1 0.3e jw 0.5e j2w 0.7e j3w并重做习题P3.2，讨论你的结果。
你能解释相位谱中的跳变吗? 可以移除变化。
试求跳变被移除后的相位谱。
Q3.6通过加入合适的注释语句和程序语句，修改程序 两个轴加标记。
哪个参数控制时移量？Q3.10通过加入合适的注释语句和程序语句，修改程序 两个轴加标记。
哪个参数控制频移量？Q3.14通过加入合适的注释语句和程序语句，修改程序 两个轴加标记。
Q3.15运行修改后的程序并讨论你的结果。
Q3.17通过加入合适的注释语句和程序语句，修改程序 两个轴加标记。
Q3.20通过加入合适的注释语句和程序语句，修改程序 两个轴加标记。
试解释程序怎样进行时间反转运算。
Q3.23编写一个MATLAB?序，计算并画出长度为为值，其中L > N,然后计算并画出L 点离散傅里叶逆变换X[k]。
对不同长度N 和不同的 离散傅里叶变换长度L ，运行程序。
讨论你的结果。
U(e jw )MATLAE 命P3.2，对程序生成的图形中的 P3.3，对程序生成的图形中的 P3.4，对程序生成的图形中的P3.5，对程序生成的图形中的 P3.6，对程序生成的图形中的 N 的L 点离散傅里叶变换X[k]的Q3.26在函数circshift 中，命令rem 的作用是什么？ Q3.27解释函数circshift 怎样实现圆周移位运算。
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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。
（软件要求类似于p242的fdatool软件，但不需那么复杂，有基本功能即可）。
2、实验要求
1）提供MATLAB程序和软件；
2）写设计报告，对设计的思路和步骤结果进行分析和说明。
第三组：廖彦毅龙安张意合乐桓刘超
实验四
1、实验目的和要求
掌握采用数字信号处理方法在信号处理中的应用。
要求按照作业8.7给出的系统函数H(z)，采用三种方式求出对的内容要求对一段信号x(n)和音频（音乐）信号处理的输出结果。
三种方式：
1）不考虑网络结构，直接处理；
2）用直接型结构处理（p230）；
3）用线性结构处理（p230）。
采用MATLAB编程，对输入信号x(n)和音频（音乐）信号进行处理。
2、实验要求
1）提供MATLAB程序；画出每个步骤的曲线图；
2）对三种方式进行比较和分析；
3）写设计报告，对设计的思路和步骤结果进行分析和说明。
第四组：张武顺郑昊车兴韦生东罗荣祖
实验五
1、实验目的和要求
掌握采用数字信号处理方法在音乐信号混响处理中的应用（在时域处理）。
基本要求按照p278的内容要求，采用MATLAB设计相应滤波器，实现对一段音乐信号进行混响处理和输出；更高要求是能实现混响程度的调节。
2、实验要求
1）提供MATLAB程序；
2）写设计报告，对设计的思路和步骤结果进行分析和说明。
第五组：李文东李慧张军陈恒洲王坚强
实验六
1、实验目的和要求
掌握采用数字信号处理方法在音乐信号均衡处理中的应用（在频域处理）。
基本要求按照p281的内容要求，采用MATLAB设计相应滤波器，实现对一段音乐信号进行均衡处理和输出；更高要求是能实现均衡程度的调节。
2、实验要求
1）提供MATLAB程序；
2）写设计报告，对设计的思路和步骤结果进行分析和说明。
第七组：杨凤娟曾秀媛周冲曹佳兴甘礼油
第八组：邹世鹏陈静开贾荣唐鑫川钟跃
实验七
1、实验目的和要求
掌握采用MATLAB数字图像处理软件编制方法。
软件界面要求以下功能：（一）3D-PSF设计
1）设置输入参数指标：
（1）M：放大倍数（显微镜物镜）
（2）NA：数值孔径（显微镜物镜）
（3）W：波长为绿光0.55um
（4）Di：光学管腔长度mm（显微镜）
（5）3D-PSF的层数和直径
（6）L: 层距
2）从得到的3D-PSF的一半中，形成另一半
3）将制作好的3D-PSF存入设定的路径和文件夹
4）能显示指定层的2D-PSF、和三维PSF.
（二）图像处理
（1）选择要处理的序列2D图像
（2）算法调用
（3）选择参数指标：选择已制作好的3D-PSF，选择迭代次数。
（4）选择结果存放路径和文件夹
（5）能显示指定层的2D-图像、和调用三维重构程序.
2、实验要求
1）提供MATLAB程序和软件；
2）写设计报告，对设计的思路和步骤结果进行分析和说明。
第十组：于奎伟谢沛宏黄鑫莫少荣
三、成绩评定方法
每组推选一位同学上台介绍实验设计的情况，老师和别组同学提问该组同学。
根据介绍和回答情况，以及实验设计完成质量和实验设计报告确定成绩。
分优秀、良好、中等、及格、不及格五档。