DSP实验1

数字信号处理实验大纲

一、课程编号：0100141

二、课程名称（学时）: 数字信号处理实验大纲（4学时）

三、课程教学目的：

目前数字信号处理已渗透到人们日常生活和工作中，并且其影响还在日益扩大，已经成为信息处理和传输等专业的学生需要学习和掌握的基本知识。

本课程设计是《数字信号处理》的配套实验环节，从非数学性的实际应用出发，特别集中于通信系统的数字信号例子，设计了《数字信号处理》相关内容的实验，通过本课程的学习，使得学生了解数字信号处理的应用，培养学生用数字信号处理分析和解决实际问题的能力。

四、教学基本内容及学时分配

实验一：数字信号的产生和DTFT 运算（2学时）

因为现实世界里存在的是模拟信号，因此数字信号处理的第一个问题是将信号离散化，得到一个数字信号，然后再进行数字处理。

(1) 常用数字信号序列的产生：

熟悉 Matlab 产生数字信号的基本命令，加深对数字信号概念的理解，并能够用 Matlab 产生和绘制出一些常用离散信号序列，例如 δ(n)、单位阶跃序列 u(n)、矩形序列 R(n)、正弦序列 Sin(nw) 等。

(2) 数字信号的基本运算：

加、减、尺度（乘除）和移位是数字信号处理中最基本的算术运算，将上述基本序列进行这些基本运算，得到多个序列构成的组合序列。

通过本次实验，掌握 Matlab 中这些基本运算命令，对数字信号处理有一个基本概念，为后面的数字信号分析和滤波打下基础。

数字信号处理的一个重要分支就是信号分析，而信号分析的基本工具是离散傅立叶变换(DTFT)。利用傅立叶变换和级数所形成的频谱分析技术作为处理连续信号的重要工具已经应用得很久了,1956年库力（Cooley ）和图基（Tukey ）所发展的近似频谱的快速算法为频谱分析的数字信号的谱分析铺平了道路。因此，DFT （FFT ）得到广泛应用。

（3）假设信号 x(n) 由下述信号组成：

()0.1*c o s (0.45)s i n (0.3)c o s (0.31)

4x n n n n ππππ=+-- 这个信号有两根主谱线 0.3pi 和 0.31pi 靠的非常近，而另一根谱线 0.45pi 的幅度很小，请选择合适的长度 N 和窗函数，用 DTFT 和 DFT 分析其频谱，得到清楚的三根谱线。

通过本次实验，应该掌握：

(a) 用傅立叶变换进行信号分析时基本参数的选择。

(b) 经过离散时间傅立叶变换（DTFT）和有限长度离散傅立叶变换（DFT）后信号频谱上的区别，前者DTFT 时间域是离散信号，频率域还是连续的，而DFT在两个域中都是离散的。

(c) 获得一个高密度频谱和高分辨率频谱的概念和方法，建立频率分辨率和时间分辨率的概念，为将来进一步进行时频分析（例如小波）的学习和研究打下基础。