数字信号处理实验教程

目录

第一章绪论 (2)

第二章 Matlab简介及其安装使用说明 (3)

2.1 MATLAB程序设计语言简介 (3)

2.2. MATLAB应用入门 (3)

2.3 Matlab基本语句 (9)

2.4 Matlab基本数值运算 (14)

2.5 Matlab函数、及其调用方法 (17)

第三章验证性实验 (21)

3.1 实验：常见离散信号产生和实现 (21)

3.2 实验：离散系统的时域分析 (23)

3.3 实验： FFT算法的应用 (25)

3.4 实验：离散系统的变换域分析 (28)

3.5 实验：有限冲激响应数字滤波器设计 (33)

3.6 实验：无限冲激响应数字滤波器设计 (37)

第四章设计性和研究性实验 (42)

4.1 设计性实验：图像信号的抽取与插值 (42)

4.2设计性实验：语音及音乐信号的采样、滤波 (42)

4.3设计性实验：双音多频（DTMF）信号的合成和识别 (43)

4.4设计性实验：音乐信号处理 (43)

第二章 Matlab简介及其安装使用说明

2.1 MATLAB程序设计语言简介

MATLAB，Matrix Laboratory的缩写，是由Mathworks公司开发的一套用于科学工程计算的可视化高性能语言，具有强大的矩阵运算能力。 与大家常用的Fortran和C等高级语言相比，MATLAB的语法规则更简单，更贴近人的思维方式，被称之为“草稿纸式的语言”。截至目前，MATLAB已经发展到7.x版， 适用于所有32位的Windows操作系统， 按NTFS(NT文件系统)格式下完全安装约需 850 MB。MATLAB软件主要由主包、仿真系统和工具箱三大部分组成。

2.2. MATLAB应用入门

1. MATLAB的安装与卸载

MATLAB软件在用户接口设计上具有较强的亲和力，其安装过程比较典型， 直接运行光盘中的安装向导支撑程序SETUP.exe， 按其提示一步步选择即可。MATLAB自身带有卸载程序，在其安装目录下有uninstall子目录，运行该目录下的uninstall.exe即可； 也可以通过Windows系统的安装卸载程序进行卸载。

2. MATLAB的启动与退出

MATLAB安装完成后，会自动在Windows桌面上生成一个快捷方式， 它是指向安装目录下\bin\win32\matlab.exe的链接， 双击它即可来到MATLAB集成环境的基本窗口，通常称之为命令窗口。 MATLAB的退出与普通WIN32的程序一样， 值得一提的是它有一个自身专有的快捷键Ctrl+Q。

3. MATLAB界面简介

图 2.1 MATLAB基本界面——命令窗口

图2.2

图2.3

图2.4

图2.5

图2.6 指令历史

图2.7

1)菜单栏

菜单栏中包括File、Edit、View、Web、Window和Help六个菜单项。这里着重介绍File、help项。

File项：数据输入/输出的接口， 包括10个子项， 这里重点介绍其中的5个子项：

New：新建文件项。 有四个选择：M File(*.M，文本格式的MATLAB程序文件，可以直接通过文件名的方式在MATLAB环境下解释运行；Figure(图形); Model(仿真模型文件)和GUI(可视化界面文件)。

Open：打开所有MATLAB支持的文件格式，系统将自动识别并采用相应的程序对文件进行处理。例如, 打开一个.m文件， 系统将自动打开M文件编辑器对它进行编辑。

Set Path...：设置工作路径。可以打开路径设置(Set Path)对话框(图2)，将用户自己建立的目录加入MATLAB的目录系

统中， 以便所编制的文件能够在MATLAB环境中直接调用。

单击Add Folder...按钮可以将你的一个文件夹加入到系统路径中；Add with Subfolders...允许把一个文件夹包括其所有的子文件夹加入到系统路径中。这两种操作均可以直观地在右侧的路径栏内看到结果。

图2.8 路径设置对话框

选中一个加入的文件夹，你可以利用Move to Top(移至所有路径的最前面),Move Up(上移一个),Move Down(下移一个),Move to Bottom(移至所有路径的最后面)等四个按钮将改变文件在系统路径中的排列位置以利于对文件的搜索使用， 也可以利用Remove按钮将其删除。

对路径操作完毕后，按Save按钮予以保存;

Help 项：

Matlab Help：打开以html超文本形式存储的的帮助文件主页；

Demos：打开matlab演示窗主页；

About Matlab：Matlab注册图标、版本、制造商和用户信息；

图2.9 Help选项

图2.10 Help窗口

2)命令行区

进行通用操作，数值计算，编程和数据类型，输入输出，绘图，用户界面等命令，

例如，命令：help函数名（*.m文件）；

edit编辑函数、文件

对输入命令的解释MATLAB按以下顺序进行：

① 检查它是否是工作空间中的变量， 是则显示变量内容。

② 检查它是否是嵌入函数，是则运行之。

③ 检查它是否是子函数。

④ 检查它是否是私有函数。

⑤ 检查它是否是位于MATLAB搜索路径范围内的函数文件或脚本文件。

请注意，如果有两个以上的方案与输入的命令相匹配， MATLAB将只执行第一个匹配。