华南理工大学数字信号处理实验报告1(曹老师)

合集下载

数字信号处理实验报告

数字信号处理实验报告

实验一 信号、系统及系统响应一、实验目的1、熟悉理想采样的性质,了解信号采样前后的频谱变化,加深对时域采样定理的理解。

2、熟悉离散信号和系统的时域特性。

3、熟悉线性卷积的计算编程方法:利用卷积的方法,观察、分析系统响应的时域特性。

4、掌握序列傅里叶变换的计算机实现方法,利用序列的傅里叶变换对离散信号、系统及其系统响应进行频域分析。

二、 实验原理1.理想采样序列:对信号x a (t)=A e −αt sin(Ω0t )u(t)进行理想采样,可以得到一个理想的采样信号序列x a (t)=A e −αt sin(Ω0nT ),0≤n ≤50,其中A 为幅度因子,α是衰减因子,Ω0是频率,T 是采样周期。

2.对一个连续时间信号x a (t)进行理想采样可以表示为该信号与一个周期冲激脉冲的乘积,即x ̂a (t)= x a (t)M(t),其中x ̂a (t)是连续信号x a (t)的理想采样;M(t)是周期冲激M(t)=∑δ+∞−∞(t-nT)=1T ∑e jm Ωs t +∞−∞,其中T 为采样周期,Ωs =2π/T 是采样角频率。

信号理想采样的傅里叶变换为X ̂a (j Ω)=1T ∑X a +∞−∞[j(Ω−k Ωs )],由此式可知:信号理想采样后的频谱是原信号频谱的周期延拓,其延拓周期为Ωs =2π/T 。

根据时域采样定理,如果原信号是带限信号,且采样频率高于原信号最高频率分量的2倍,则采样以后不会发生频率混叠现象。

三、简明步骤产生理想采样信号序列x a (n),使A=444.128,α=50√2π,Ω0=50√2π。

(1) 首先选用采样频率为1000HZ ,T=1/1000,观察所得理想采样信号的幅频特性,在折叠频率以内和给定的理想幅频特性无明显差异,并做记录;(2) 改变采样频率为300HZ ,T=1/300,观察所得到的频谱特性曲线的变化,并做记录;(3) 进一步减小采样频率为200HZ ,T=1/200,观察频谱混淆现象是否明显存在,说明原因,并记录这时候的幅频特性曲线。

数字信号处理实验报告

数字信号处理实验报告

《数字信号处理》实验报告学院:信息科学与工程学院专业班级:通信1303姓名学号:实验一 常见离散时间信号的产生和频谱分析一、 实验目的(1) 熟悉MATLAB 应用环境,常用窗口的功能和使用方法;(2) 加深对常用离散时间信号的理解;(3) 掌握简单的绘图命令;(4) 掌握序列傅里叶变换的计算机实现方法,利用序列的傅里叶变换对离散信号进行频域分析。

二、 实验原理(1) 常用离散时间信号a )单位抽样序列⎩⎨⎧=01)(n δ00≠=n n 如果)(n δ在时间轴上延迟了k 个单位,得到)(k n -δ即:⎩⎨⎧=-01)(k n δ0≠=n k n b )单位阶跃序列⎩⎨⎧=01)(n u 00<≥n n c )矩形序列 ⎩⎨⎧=01)(n R N 其他10-≤≤N nd )正弦序列)sin()(ϕ+=wn A n xe )实指数序列f )复指数序列()()jw n x n e σ+=(2)离散傅里叶变换:设连续正弦信号()x t 为0()sin()x t A t φ=Ω+这一信号的频率为0f ,角频率为002f πΩ=,信号的周期为00012T f π==Ω。

如果对此连续周期信号()x t 进行抽样,其抽样时间间隔为T ,抽样后信号以()x n 表示,则有0()()sin()t nT x n x t A nT φ===Ω+,如果令w 为数字频率,满足000012s sf w T f f π=Ω=Ω=,其中s f 是抽样重复频率,简称抽样频率。

为了在数字计算机上观察分析各种序列的频域特性,通常对)(jw e X 在[]π2,0上进行M 点采样来观察分析。

对长度为N 的有限长序列x(n), 有∑-=-=10)()(N n n jw jw k k e n x e X其中 1,,1,02-==M k k Mw k ,π 通常M 应取得大一些,以便观察谱的细节变化。

取模|)(|k jw e X 可绘出幅频特性曲线。

华工 数字信号处理实验报告

华工 数字信号处理实验报告

数字信号处理实验报告班级:姓名:组号:第九组日期:二零一四年十一月实验1 常见离散信号产生和实现一、实验目的1、加深对常用离散信号的理解;2、熟悉使用MATLAB在时域中产生一些基本的离散时间信号。

二、实验原理1、单位抽样序列在MATLAB中可以利用函数实现。

2、单位阶越序列在MATLAB中可以利用函数实现:3、正弦序列在MATLAB中实现过程如下:4、复指数序列在MATLAB中实现过程如下:5、指数序列在MATLAB中实现过程如下:三、预习要求1、预先阅读实验讲义(MATLAB基础介绍);2、讨论正弦序列、复指数序列的性质。

A.绘出信号,当、时、、时的信号实部和虚部图;当时呢?此时信号周期为多少?程序dsp1.m如下:titlez1=-1/12+j*pi/6;titlez2=1/12+j*pi/6;z3=1/12;z4=2+j*pi/6;z5=j*pi/6;n=0:20;x1=exp(titlez1*n);x2=exp(titlez2*n);x3=exp(z3*n);x4=exp(z4*n);x5=exp(z5*n);subplot(5,2,1);stem(n,real(x1));xlabel('n');ylabel('real(x1)'); title('z1=-1/12+j*pi/6时') subplot(5,2,2);stem(n,imag(x1));xlabel('n');ylabel('imag(x1)'); title('z1=-1/12+j*pi/6时') subplot(5,2,3);stem(n,real(x2));xlabel('n');ylabel('real(x2)'); title('z2=1/12+j*pi/6时')subplot(5,2,4);stem(n,imag(x2));xlabel('n');ylabel('image(x2)'); title('z2=1/12+j*pi/6时')subplot(5,2,5);stem(n,real(x3));xlabel('n');ylabel('real(x3)'); title('z3=1/12时')subplot(5,2,6);stem(n,imag(x3));xlabel('n');ylabel('image(x3)');title('z3=1/12时')subplot(5,2,7);stem(n,real(x4));xlabel('n');ylabel('real(x4)'); title('z4=2+j*pi/6时')subplot(5,2,8);stem(n,imag(x4));xlabel('n');ylabel('image(x4)'); title('z4=2+j*pi/6时')subplot(5,2,9);stem(n,real(x5));xlabel('n');ylabel('real(x5)'); title('z5=j*pi/6时')subplot(5,2,10);stem(n,imag(x5));xlabel('n');ylabel('image(x5)'); title('z5=j*pi/6时')运行结果如下:结论:当Z=pi/6时,序列周期为12。

数字信号处理实验报告

数字信号处理实验报告

数字信号处理实验报告引言数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)是一门研究数字信号的获取、分析、处理和控制的学科。

在现代科技发展中,数字信号处理在通信、图像处理、音频处理等领域起着重要的作用。

本次实验旨在通过实际操作,深入了解数字信号处理的基本原理和实践技巧。

实验一:离散时间信号的生成与显示在实验开始之前,我们首先需要了解信号的生成与显示方法。

通过数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)可以轻松生成和显示各种类型的离散时间信号。

实验设置如下:1. 设置采样频率为8kHz。

2. 生成一个正弦信号:频率为1kHz,振幅为1。

3. 生成一个方波信号:频率为1kHz,振幅为1。

4. 将生成的信号通过DAC(Digital-to-Analog Converter)输出到示波器上进行显示。

实验结果如下图所示:(插入示波器显示的正弦信号和方波信号的图片)实验分析:通过示波器的显示结果可以看出,正弦信号在时域上呈现周期性的波形,而方波信号则具有稳定的上下跳变。

这体现了正弦信号和方波信号在时域上的不同特征。

实验二:信号的采样和重构在数字信号处理中,信号的采样是将连续时间信号转化为离散时间信号的过程,信号的重构则是将离散时间信号还原为连续时间信号的过程。

在实际应用中,信号的采样和重构对信号处理的准确性至关重要。

实验设置如下:1. 生成一个正弦信号:频率为1kHz,振幅为1。

2. 设置采样频率为8kHz。

3. 对正弦信号进行采样,得到离散时间信号。

4. 对离散时间信号进行重构,得到连续时间信号。

5. 将重构的信号通过DAC输出到示波器上进行显示。

实验结果如下图所示:(插入示波器显示的连续时间信号和重构信号的图片)实验分析:通过示波器的显示结果可以看出,重构的信号与原信号非常接近,并且能够还原出原信号的形状和特征。

这说明信号的采样和重构方法对于信号处理的准确性有着重要影响。

最新数字信号处理实验报告

最新数字信号处理实验报告

最新数字信号处理实验报告一、实验目的本次实验旨在加深对数字信号处理(DSP)理论的理解,并通过实践操作掌握数字信号处理的基本方法和技术。

通过实验,学习如何使用相关软件工具进行信号的采集、分析、处理和重构,提高解决实际问题的能力。

二、实验内容1. 信号采集与分析- 使用数字示波器采集模拟信号,并将其转换为数字信号。

- 利用傅里叶变换(FFT)分析信号的频谱特性。

- 观察并记录信号的时域和频域特性。

2. 滤波器设计与实现- 设计低通、高通、带通和带阻滤波器。

- 通过编程实现上述滤波器,并测试其性能。

- 分析滤波器对信号的影响,并调整参数以优化性能。

3. 信号重构实验- 应用所学滤波器对采集的信号进行去噪处理。

- 使用逆傅里叶变换(IFFT)重构经过滤波处理的信号。

- 比较重构信号与原始信号的差异,评估处理效果。

三、实验设备与材料- 计算机及DSP相关软件(如MATLAB、LabVIEW等)- 数字示波器- 模拟信号发生器- 数据采集卡四、实验步骤1. 信号采集- 连接并设置好数字示波器和模拟信号发生器。

- 生成一系列不同频率和幅度的模拟信号。

- 通过数据采集卡将模拟信号转换为数字信号。

2. 滤波器设计- 在DSP软件中设计所需的滤波器,并编写相应的程序代码。

- 调整滤波器参数,如截止频率、增益等,以达到预期的滤波效果。

3. 信号处理与重构- 应用设计的滤波器对采集的数字信号进行处理。

- 利用IFFT对处理后的信号进行重构。

- 通过对比原始信号和重构信号,评估滤波器的性能。

五、实验结果与分析- 展示信号在时域和频域的分析结果。

- 描述滤波器设计参数及其对信号处理的影响。

- 分析重构信号的质量,包括信噪比、失真度等指标。

六、实验结论- 总结实验中所学习到的数字信号处理的基本概念和方法。

- 讨论实验中遇到的问题及其解决方案。

- 提出对实验方法和过程的改进建议。

七、参考文献- 列出实验过程中参考的书籍、文章和其他资源。

【精品】数字信号处理实验报告

【精品】数字信号处理实验报告

【精品】数字信号处理实验报告
1 实验目的
本次实验的目的是在MATLAB软件环境中运用数字信号处理理论,通过实验操作来检验用于数字信号处理的算法的正确性,以便明确数字信号处理理论在实际应用中的重要作用。

2 实验原理
数字信号处理实验的原理是使用MATLAB进行数字信号处理算法实验,首先,设置一些用于数字信号处理的参数,如传输函数、离散时间区间、采样频率、滤波器类型等;其次,按照信号处理的算法进行编程实现,搭建一个数字信号处理系统,在MATLAB下对信号进行处理,包括采样、滤波和量化等;最后,对处理后的信号进行数字分析,监测数字信号处理后的变化趋势,验证数字信号处理算法的正确性。

3 实验步骤
(1) 建立信号处理实验系统:选择一个常见的信号处理算法,运用MATLAB软件分别编写信号发生程序、信号采样程序、滤波程序和信号量化程序;
(2) 运行实验程序:实验同学可以自行设置参数,如传输函数、离散时间区间、采样频率、滤波器类型等,调整完毕后,点击“run”,运行实验程序;
(3) 观察实验结果:运行完毕后,可以观察MATLAB的图形结果,以此来分析信号处理算法的性能;
(4) 对结果进行分析:经过上述实验操作后,可以根据所得到的实验结果来判断信号处理算法的性能,如输出信号的噪声抑制能力、良好的时域和频域性能等,从而验证信号处理理论在实际应用中的价值。

4 总结。

数字信号处理实验报告

数字信号处理实验报告

一、实验目的1. 理解数字信号处理的基本概念和原理。

2. 掌握离散时间信号的基本运算和变换方法。

3. 熟悉数字滤波器的设计和实现。

4. 培养实验操作能力和数据分析能力。

二、实验原理数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)是利用计算机对信号进行采样、量化、处理和分析的一种技术。

本实验主要涉及以下内容:1. 离散时间信号:离散时间信号是指时间上离散的信号,通常用序列表示。

2. 离散时间系统的时域分析:分析离散时间系统的时域特性,如稳定性、因果性、线性等。

3. 离散时间信号的变换:包括离散时间傅里叶变换(DTFT)、离散傅里叶变换(DFT)和快速傅里叶变换(FFT)等。

4. 数字滤波器:设计、实现和分析数字滤波器,如低通、高通、带通、带阻滤波器等。

三、实验内容1. 离散时间信号的时域运算(1)实验目的:掌握离散时间信号的时域运算方法。

(2)实验步骤:a. 使用MATLAB生成两个离散时间信号;b. 进行时域运算,如加、减、乘、除等;c. 绘制运算结果的时域波形图。

2. 离散时间信号的变换(1)实验目的:掌握离散时间信号的变换方法。

(2)实验步骤:a. 使用MATLAB生成一个离散时间信号;b. 进行DTFT、DFT和FFT变换;c. 绘制变换结果的频域波形图。

3. 数字滤波器的设计和实现(1)实验目的:掌握数字滤波器的设计和实现方法。

(2)实验步骤:a. 设计一个低通滤波器,如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器等;b. 使用MATLAB实现滤波器;c. 使用MATLAB对滤波器进行时域和频域分析。

4. 数字滤波器的应用(1)实验目的:掌握数字滤波器的应用。

(2)实验步骤:a. 采集一段语音信号;b. 使用数字滤波器对语音信号进行降噪处理;c. 比较降噪前后的语音信号,分析滤波器的效果。

四、实验结果与分析1. 离散时间信号的时域运算实验结果显示,通过MATLAB可以方便地进行离散时间信号的时域运算,并绘制出运算结果的时域波形图。

数字信号处理实验报告

数字信号处理实验报告

数字信号处理实验报告实验报告
实验题目:数字信号处理实验
实验日期:XXXX年XX月XX日
实验目的:
1. 了解数字信号处理的基本概念和原理;
2. 掌握数字信号的采样、量化和编码方法;
3. 学习数字信号处理的基本算法和应用。

实验内容:
1. 采样与重建
1.1 采样定理的验证
1.2 重建信号的实现
2. 量化与编码
2.1 量化方法的比较
2.2 编码方法的选择与实现
3. 数字滤波器设计与实现
3.1 FIR滤波器设计方法
3.2 IIR滤波器设计方法
实验步骤:
1. 使用示波器对输入的模拟信号进行采样,记录采样频率和采样点数。

2. 使用恢复信号方法,将采样得到的数字信号重建为模拟信号,并进行对比分析。

3. 对重建的信号进行量化处理,比较不同量化方法的效果,选择合适的方法进行编码。

4. 设计并实现数字滤波器,比较FIR和IIR滤波器的性能和实
现复杂度。

实验结果与分析:
1. 采样与重建实验结果表明,在满足采样定理的条件下,采样频率越高,重建信号的质量越高。

2. 量化与编码实验结果表明,在相同位数下,线性量化方法优于非线性量化方法,而编码方法可以根据信号特性选择,例如
差分编码适用于连续变化的信号。

3. 数字滤波器实验结果表明,FIR滤波器相对于IIR滤波器在时域和频域上更易于设计和理解,但实现复杂度较高。

实验结论:
数字信号处理是对模拟信号进行采样、量化和编码等处理,具有较高的灵活性和可靠性。

在实际应用中,应根据需要选择合适的采样频率、量化位数和编码方式,并根据信号特性选择合适的滤波器设计方法。

数字信号处理实验报告

数字信号处理实验报告

数字信号处理实验报告一、实验目的本次数字信号处理实验的主要目的是通过实际操作和观察,深入理解数字信号处理的基本概念和方法,掌握数字信号的采集、处理和分析技术,并能够运用所学知识解决实际问题。

二、实验设备与环境1、计算机一台,安装有 MATLAB 软件。

2、数据采集卡。

三、实验原理1、数字信号的表示与采样数字信号是在时间和幅度上都离散的信号,可以用数字序列来表示。

在采样过程中,根据奈奎斯特采样定理,为了能够准确地恢复原始信号,采样频率必须大于信号最高频率的两倍。

2、离散傅里叶变换(DFT)DFT 是将时域离散信号变换到频域的一种方法。

通过 DFT,可以得到信号的频谱特性,从而分析信号的频率成分。

3、数字滤波器数字滤波器是对数字信号进行滤波处理的系统,分为有限冲激响应(FIR)滤波器和无限冲激响应(IIR)滤波器。

FIR 滤波器具有线性相位特性,而 IIR 滤波器则在性能和实现复杂度上有一定的优势。

四、实验内容与步骤1、信号的采集与生成使用数据采集卡采集一段音频信号,或者在 MATLAB 中生成一个模拟信号,如正弦波、方波等。

2、信号的采样与重构对采集或生成的信号进行采样,然后通过插值算法重构原始信号,观察采样频率对重构信号质量的影响。

3、离散傅里叶变换对采样后的信号进行DFT 变换,得到其频谱,并分析频谱的特点。

4、数字滤波器的设计与实现(1)设计一个低通 FIR 滤波器,截止频率为给定值,观察滤波前后信号的频谱变化。

(2)设计一个高通 IIR 滤波器,截止频率为给定值,比较滤波前后信号的时域和频域特性。

五、实验结果与分析1、信号的采集与生成成功采集到一段音频信号,并在MATLAB 中生成了各种模拟信号,如正弦波、方波等。

通过观察这些信号的时域波形,对不同类型信号的特点有了直观的认识。

2、信号的采样与重构当采样频率足够高时,重构的信号能够较好地恢复原始信号的形状;当采样频率低于奈奎斯特频率时,重构信号出现了失真和混叠现象。

华南理工大学数字信号处理实验报告2(曹老师)

华南理工大学数字信号处理实验报告2(曹老师)

一、实验目的1、加深对离散信号的DFT的理解;2、在MATLAB中实现FFT算法。

二、实验原理N点序列的DFT和IDFT变换定义式如下:,,利用旋转因子具有周期性,可以得到快速算法(FFT)。

在MATLAB中,可以用函数和计算N点序列的DFT 正、反变换。

三、实验内容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。

实验代码:k=8;n1=[0:1:19];xa1=sin(2*pi*n1/k);subplot(2,2,1)plot(n1,xa1)xlabel('t/T');ylabel('x(n)');xk1=fft(xa1);xk1=abs(xk1);subplot(2,2,2)stem(n1,xk1)xlabel('k');ylabel('X(k)'); n2=[0:1:15]; xa2=sin(2*pi*n2/k); subplot(2,2,3) plot(n2,xa2)xlabel('t/T');ylabel('x(n)'); xk2=fft(xa2);xk2=abs(xk2); subplot(2,2,4) stem(n2,xk2)xlabel('k');ylabel('X(k)');实验结果:5101520-1-0.500.51t/Tx (n )05101520kX (k )51015-1-0.500.51t/Tx (n )kX (k )2 2N 点实数序列⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧-=+=n N n n Nn N n x 其它,012,...,2,1,0),192cos(21)72cos()(ππN=64。

用一个64点的复数FFT 程序,一次算出N n x DFT k X 2)]([)(=,并绘出)(k X 。

华南理工大学数字信号处理实验报告3(曹老师)

华南理工大学数字信号处理实验报告3(曹老师)

华南理⼯⼤学数字信号处理实验报告3(曹⽼师)⼀、实验⽬的加深对LTI 系统的理解以及分析。

⼆、实验原理系统输⼊、输出关系可⽤以下差分⽅程描述:∑∑==-=-Mk k Nk kk n x p k n y d][][系统响应为如下的卷积计算式:∑∞-∞=-=*=m m n h m x n h n x n y ][][][][][当Nk d k ,...2,1,0==时,h[n]是有限长度的(n :[0,M]),称系统为FIR 系统;反之,称系统为IIR 系统。

系统的转移函数为 NN M M z d z d d z p z p p z D z p z H ----++++++==......)()()(110110三、实验内容1、⽤函数y=filter(p,d,x)实现差分⽅程的仿真,也可以⽤函数 y=conv(x,h)计算卷积,⽤y=impz(p,d,N)求系统的冲激响应,再⽤卷积来计算任意信号作⽤于系统的响应。

求两个系统]1[][]2[125.0]1[75.0][--=-+-+n x n x n y n y n y]}4[]3[]2[]1[{25.0][-+-+-+-=n x n x n x n x n y 各⾃的冲激响应,并且⽐较filter和conv 函数的区别实验代码如下:clear%离散时间序列x[n] n = 0:9; x = 5*exp(-n); subplot(4,2,1); stem(n,x)title('离散时间序列x[n]');%⽤filter函数滤波a1 = [1 , 0.75 , 0.125];b1 = [1 , -1];y1 = filter(b1,a1,x);subplot(4,2,3);stem(n,y1)title('filter滤波1');a2 = [1];b2 = [0 , 0.25 , 0.25 , 0.25 , 0.25]; y2 = filter(b2,a2,x);subplot(4,2,4);stem(n,y2)title('filter滤波2');%求系统的冲激响应h1 = impz(b1,a1,10);subplot(4,2,5);stem(n,h1)title('冲激响应1');h2 = impz(b2,a2,10);subplot(4,2,6);stem(n,h2)title('冲激响应2');%⽤conv函数计算卷积y3 = conv(x,h1);subplot(4,2,7);stem(y3)title('卷积1');y4 = conv(x,h2);subplot(4,2,8);stem(y4)title('卷积2');实验结果如下:离散时间序列x[n]filter 滤波2冲激响应1冲激响应22468101214161820卷积22、⽤函数[z ,p ,K]=tf2zp (num ,den )求得有理分式形式的系统转移函数的零、极点,⽤函数zplane (z ,p )绘出零、极点分布图;也可以⽤函数zplane (num ,den )直接绘出有理分式形式的系统转移函数的零、极点分布图。

数字信号处理实验报告完整版[5篇模版]

数字信号处理实验报告完整版[5篇模版]

数字信号处理实验报告完整版[5篇模版]第一篇:数字信号处理实验报告完整版实验 1利用 T DFT 分析信号频谱一、实验目的1.加深对 DFT 原理的理解。

2.应用 DFT 分析信号的频谱。

3.深刻理解利用DFT 分析信号频谱的原理,分析实现过程中出现的现象及解决方法。

二、实验设备与环境计算机、MATLAB 软件环境三、实验基础理论T 1.DFT 与与 T DTFT 的关系有限长序列的离散时间傅里叶变换在频率区间的N 个等间隔分布的点上的 N 个取样值可以由下式表示:212 /0()|()()0 1Nj knjNk NkX e x n e X k k Nπωωπ--====≤≤-∑由上式可知,序列的 N 点 DFT ,实际上就是序列的 DTFT 在 N 个等间隔频率点上样本。

2.利用 T DFT 求求 DTFT方法 1 1:由恢复出的方法如下:由图 2.1 所示流程可知:101()()()Nj j n kn j nNn n kX e x n e X k W eNωωω∞∞----=-∞=-∞=⎡⎤==⎢⎥⎣⎦∑∑∑由上式可以得到:IDFT DTFT第二篇:数字信号处理实验报告JIANGSUUNIVERSITY OF TECHNOLOGY数字信号处理实验报告学院名称:电气信息工程学院专业:班级:姓名:学号:指导老师:张维玺(教授)2013年12月20日实验一离散时间信号的产生一、实验目的数字信号处理系统中的信号都是以离散时间形态存在的,所以对离散时间信号的研究是数字信号的基本所在。

而要研究离散时间信号,首先需要产生出各种离散时间信号。

使用MATLAB软件可以很方便地产生各种常见的离散时间信号,而且它还具有强大绘图功能,便于用户直观地处理输出结果。

通过本实验,学生将学习如何用MATLAB产生一些常见的离散时间信号,实现信号的卷积运算,并通过MATLAB中的绘图工具对产生的信号进行观察,加深对常用离散信号和信号卷积和运算的理解。

数字信号处理实验报告

数字信号处理实验报告

数字信号处理实验报告实验一:混叠现象的时域与频域表现实验原理:当采样频率Fs不满足采样定理,会在0.5Fs附近引起频谱混叠,造成频谱分析误差。

实验过程:考虑频率分别为3Hz,7Hz,13Hz 的三个余弦信号,即:g1(t)=cos(6πt), g2(t)=cos(14πt), g3(t)=cos(26πt),当采样频率为10Hz 时,即采样间隔为0.1秒,则产生的序列分别为:g1[n]=cos(0.6πn), g2[n]=cos(1.4πn), g3[n]=cos(2.6πn)对g2[n],g3[n] 稍加变换可得:g2[n]=cos(1.4πn)=cos((2π-0.6π)n)= cos(0.6πn)g3[n]=cos(2.6πn)= cos((2π+0.6π)n)=cos(0.6πn)利用Matlab进行编程:n=1:300;t=(n-1)*1/300;g1=cos(6*pi*t);g2=cos(14*pi*t);g3=cos(26*pi*t);plot(t,g1,t,g2,t,g3);k=1:100;s=k*0.1;q1=cos(6*pi*s);q2=cos(14*pi*s);q3=cos(26*pi*s);hold on; plot(s(1:10),q1(1:10),'bd');figuresubplot(2,2,1);plot(k/10,abs(fft(q1)))subplot(2,2,2);plot(k/10,abs(fft(q2)))subplot(2,2,3);plot(k/10,abs(fft(q3)))通过Matlab软件的图像如图所示:如果将采样频率改为30Hz,则三信号采样后不会发生频率混叠,可运行以下的程序,观察序列的频谱。

程序编程改动如下:k=1:300;q=cos(6*pi*k/30);q1=cos(14*pi*k/30);q2=cos(26*pi*k/30);subplot(2,2,1);plot(k/10,abs(fft(q)))subplot(2,2,2);plot(k/10,abs(fft(q1)))subplot(2,2,3);plot(k/10,abs(fft(q2)))得图像:问题讨论:保证采样后的信号不发生混叠的条件是什么?若信号的最高频率为17Hz,采样频率为30Hz,问是否会发生频率混叠?混叠成频率为多少Hz的信号?编程验证你的想法。

数字信号处理实验报告

数字信号处理实验报告

数字信号处理实验报告
数字信号处理是指利用数字技术对模拟信号进行采样、量化、编码等处理后,再通过数字信号处理器进行数字化处理的技术。

在数字信号处理实验中,我们通过对数字信号进行滤波、变换、解调等处理,来实现信号的处理和分析。

在实验中,我们首先进行了数字信号采集和处理的基础实验,采集了包括正弦信号、方波信号、三角波信号等在内的多种信号,并进行了采样、量化、编码等处理。

通过这些处理,我们可以将模拟信号转换为数字信号,并对其进行后续处理。

接着,我们进行了数字信号滤波的实验。

滤波是指通过滤波器对数字信号进行处理,去除其中的噪声、干扰信号等不需要的部分,使其更加纯净、准确。

在实验中,我们使用了低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等多种滤波器进行数字信号滤波处理,得到了更加干净、准确的信号。

除了滤波,我们还进行了数字信号变换的实验。

数字信号变换是指将数字信号转换为另一种表示形式的技术,可以将信号从时域转换到频域,或者从离散域转换到连续域。

在实验中,我们使用了傅里叶变换、离散傅里叶变换等多种变换方式,对数字信号进行了变换处理,得到了信号的频谱信息和其他相关参数。

我们进行了数字信号解调的实验。

数字信号解调是指将数字信号转换为模拟信号的技术,可以将数字信号还原为原始信号,并进行后续处理。

在实验中,我们使用了频率解调、相干解调等多种解调方式,将数字信号转换为模拟信号,并对其进行了分析和处理。

总的来说,数字信号处理实验是一项非常重要的实验,可以帮助我们更好地理解数字信号处理的原理和方法,为我们今后从事相关领域的研究和工作打下坚实的基础。

数字信号处理实验一报告

数字信号处理实验一报告

实验一:用FFT 对信号作频谱分析1.实验目的学习用FFT 对连续信号和时域离散信号进行谱分析的方法,了解可能出现的分析 误差及其原因,以便正确应用FFT 。

2. 实验原理用FFT 对信号作频谱分析是学习数字信号处理的重要内容。

经常需要进行谱分析的信号是模拟信号和时域离散信号。

对信号进行谱分析的重要问题是频谱分辨率D 和分析误差。

频谱分辨率直接和FFT 的变换区间N 有关,因为FFT 能够实现的频率分辨率是N /2π,因此要求D N ≤/2π。

可以根据此式选择FFT 的变换区间N 。

误差主要来自于用FFT 作频谱分析时,得到的是离散谱,而信号(周期信号除外)是连续谱,只有当N 较大时离散谱的包络才能逼近于连续谱,因此N 要适当选择大一些。

周期信号的频谱是离散谱,只有用整数倍周期的长度作FFT ,得到的离散谱才能代表周期信号的频谱。

如果不知道信号周期,可以尽量选择信号的观察时间长一些。

对模拟信号进行谱分析时,首先要按照采样定理将其变成时域离散信号。

如果是模拟周期信号,也应该选取整数倍周期的长度,经过采样后形成周期序列,按照周期序列的谱分析进行。

3.实验步骤及内容(1)对以下序列进行谱分析。

⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≤≤-=⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≤≤+==其它nn n n n n x 其它nn n n n n x n R n x ,074,330,4)(,074,830,1)()()(3241选择FFT 的变换区间N 为8和16 两种情况进行频谱分析。

分别打印其幅频特性曲线。

并进行对比、分析和讨论。

(2)对以下周期序列进行谱分析。

4()cos4x n n π=5()cos(/4)cos(/8)x n n n ππ=+选择FFT 的变换区间N 为8和16 两种情况分别对以上序列进行频谱分析。

分别打印其幅频特性曲线。

并进行对比、分析和讨论。

(3)对模拟周期信号进行谱分析6()cos8cos16cos20x t t t t πππ=++选择 采样频率Hz F s 64=,变换区间N=16,32,64 三种情况进行谱分析。

华南理工大学信号与系统实验1

华南理工大学信号与系统实验1

信号与系统实验报告书题目:信号与系统实验一学院电子与信息学院专业班级电子科学与技术(卓越班)学生姓名陈艺荣学生学号************指导教师杨俊美课程编号课程学分起始日期2017.03.17-2017.03.12目录目录 (1)一、实验题目 (2)二、实验结果 (3)2.1问题1实验结果 (3)2.2问题2实验结果 (3)2.3问题3实验结果 (4)2.4问题4实验结果 (4)2.5问题5实验结果 (5)三、实验思考 (6)3.1思考题1 (6)3.2思考题2 (7)3.3思考题3 (7)3.4思考题4 (7)四、附录 (8)5.1问题1实现代码 (8)5.2问题2实现代码 (9)5.3问题3实现代码 (10)5.4问题4实现代码 (11)5.5问题5实现代码 (12)信号与系统实验一一、实验题目本次信号与系统实验题目见图1和图2所示。

图1实验一题目图1-1图2实验一题目图1-2二、实验结果2.1问题1实验结果使用subplot 函数和plot 函数编程,获得问题1的4个连续信号的图像如图3所示。

图3问题1实验结果图2.2问题2实验结果使用stem 函数和zeros 、ones 函数编程,获得问题2的2个离散信号如图4所示。

图4问题2实验结果图-112345t1y 1问题1第(1)小问图像51015202530t2y 2问题1第(2)小问图像-0.1-0.0500.050.1t3y 3问题1第(3)小问图像050100150200t4y 4问题1第(4)小问图像00.10.20.30.40.50.60.70.80.91k1y 1-20-1001020k2y 2问题2第(2)小问图像使用sum、abs、fprintf函数编程,获得问题3的求解结果如图5所示。

图5问题3实验结果图2.4问题4实验结果使用conv函数求解离散序列的卷积和、使用xcorr函数求解离散序列的相关函数编程,获得问题3的求解结果如图6所示。

数字信号处理实验报告

数字信号处理实验报告

数字信号处理实验报告数字信号处理实验报告一、实验目的本实验旨在通过数字信号处理的方法,对给定的信号进行滤波、频域分析和采样率转换等操作,深入理解数字信号处理的基本原理和技术。

二、实验原理数字信号处理(DSP)是一种利用计算机、数字电路或其他数字设备对信号进行各种处理的技术。

其主要内容包括采样、量化、滤波、变换分析、重建等。

其中,滤波器是数字信号处理中最重要的元件之一,它可以用来提取信号的特征,抑制噪声,增强信号的清晰度。

频域分析是指将时域信号转化为频域信号,从而更好地理解信号的频率特性。

采样率转换则是在不同采样率之间对信号进行转换,以满足不同应用的需求。

三、实验步骤1.信号采集:首先,我们使用实验室的信号采集设备对给定的信号进行采集。

采集的信号包括噪声信号、含有正弦波和方波的混合信号等。

2.数据量化:采集到的信号需要进行量化处理,即将连续的模拟信号转化为离散的数字信号。

这一步通常通过ADC(模数转换器)实现。

3.滤波处理:将量化后的数字信号输入到数字滤波器中。

我们使用不同的滤波器,如低通、高通、带通等,对信号进行滤波处理,以观察不同滤波器对信号的影响。

4.频域分析:将经过滤波处理的信号进行FFT(快速傅里叶变换)处理,将时域信号转化为频域信号,从而可以对其频率特性进行分析。

5.采样率转换:在进行上述处理后,我们还需要对信号进行采样率转换。

我们使用了不同的采样率对信号进行转换,并观察采样率对信号处理结果的影响。

四、实验结果及分析1.滤波处理:经过不同类型滤波器处理后,我们发现低通滤波器可以有效抑制噪声,高通滤波器可以突出高频信号的特征,带通滤波器则可以提取特定频率范围的信号。

这表明不同类型的滤波器在处理不同类型的信号时具有不同的效果。

2.频域分析:通过FFT处理,我们将时域信号转化为频域信号。

在频域分析中,我们可以更清楚地看到信号的频率特性。

例如,对于噪声信号,我们可以看到其频率分布较为均匀;对于含有正弦波和方波的混合信号,我们可以看到其包含了不同频率的分量。

数字信号处理实验报告_完整版

数字信号处理实验报告_完整版

实验1 利用DFT 分析信号频谱一、实验目的1.加深对DFT 原理的理解。

2.应用DFT 分析信号的频谱。

3.深刻理解利用DFT 分析信号频谱的原理,分析实现过程中出现的现象及解决方法。

二、实验设备与环境 计算机、MATLAB 软件环境 三、实验基础理论1.DFT 与DTFT 的关系有限长序列 的离散时间傅里叶变换 在频率区间 的N 个等间隔分布的点 上的N 个取样值可以由下式表示:212/0()|()()01N jkn j Nk N k X e x n eX k k N πωωπ--====≤≤-∑由上式可知,序列 的N 点DFT ,实际上就是 序列的DTFT 在N 个等间隔频率点 上样本 。

2.利用DFT 求DTFT方法1:由恢复出的方法如下:由图2.1所示流程可知:101()()()N j j nkn j nN n n k X e x n eX k W e N ωωω∞∞----=-∞=-∞=⎡⎤==⎢⎥⎣⎦∑∑∑ 由上式可以得到:IDFTDTFT( )12()()()Nj k kX e X k Nωπφω==-∑ 其中为内插函数12sin(/2)()sin(/2)N j N x eN ωωφω--= 方法2:实际在MATLAB 计算中,上述插值运算不见得是最好的办法。

由于DFT 是DTFT 的取样值,其相邻两个频率样本点的间距为2π/N ,所以如果我们增加数据的长度N ,使得到的DFT 谱线就更加精细,其包络就越接近DTFT 的结果,这样就可以利用DFT 计算DTFT 。

如果没有更多的数据,可以通过补零来增加数据长度。

3.利用DFT 分析连续信号的频谱采用计算机分析连续时间信号的频谱,第一步就是把连续信号离散化,这里需要进行两个操作:一是采样,二是截断。

对于连续时间非周期信号,按采样间隔T 进行采样,阶段长度M ,那么:1()()()M j tj nT a a a n X j x t edt T x nT e ∞--Ω-Ω=-∞Ω==∑⎰对进行N 点频域采样,得到2120()|()()M jkn Na a M kn NTX j T x nT eTX k ππ--Ω==Ω==∑因此,可以将利用DFT 分析连续非周期信号频谱的步骤归纳如下: (1)确定时域采样间隔T ,得到离散序列(2)确定截取长度M ,得到M 点离散序列,这里为窗函数。

数字信号处理 实验报告

数字信号处理    实验报告

数字信号处理实验报告实验一 信号、系统及系统响应一、实验目的(1) 熟悉连续信号经理想采样前后的频谱变化关系, 加深对时域采样定理的理解。

(2) 熟悉时域离散系统的时域特性。

(3) 利用卷积方法观察分析系统的时域特性。

(4) 掌握序列傅里叶变换的计算机实现方法, 利用序列的傅里叶变换对连续信号、 离散信号及系统响应进行频域分析。

二、实验原理与方法 1. 时域采样定理:对一个连续信号xa(t)进行理想采样的过程如下: xa1(t)=xa(t)p(t)其中xa1(t)为xa(t)的理想采样,p(t)为周期冲击脉冲。

xa1(t)的傅里叶变换Xa1(j Ω)为:11()[()]m Xa j Xa j m s T +∞=-∞Ω=Ω-Ω∑表明Xa1(j Ω)为Xa(j Ω)的周期延拓,其延拓周期为采样角频率(s Ω=2π/T )。

离散信号和系统在时域均可用序列来表示。

2. LTI 系统的输入输出关系: y(n)=x(n)*h(n)=()()m x m h n m +∞=-∞-∑()()()j j j Y e X e H e ωωω=三、实验内容1. 分析采样序列的特性。

1) 取模拟角频w=70.7*pi rad/s ,采样频率fs=1000Hz>2w ,发现无频谱混叠现象。

2) 改变采样频率, fs=300 Hz<2w ,频谱产生失真。

3) 改变采样频率, fs=200Hz<2w,频谱混叠,产生严重失真2. 时域离散信号、系统和系统响应分析。

1) 观察信号xb(n)和系统hb(n)的时域和频域特性;利用线性卷积求信号xb(n)通过系统hb(n)的响应y(n),比较所求响应y(n)和hb(n)的时域及频域特性,注意它们之间有无差别,绘图说明,并用所学理论解释所得结果。

2) 观察系统ha(n)对信号xc(n)的响应特性。

可发现:信号通过系统,相当于x(n)与系统函数h(n)卷积,时域卷积即对应频域函数相乘。

数字信号处理实习报告模板

数字信号处理实习报告模板

一、实习基本信息1. 实习单位:(实习单位名称)2. 实习时间:(实习开始时间)至(实习结束时间)3. 实习导师:(导师姓名及职称)4. 实习学生:(学生姓名及学号)二、实习目的与意义1. 实习目的- 熟悉数字信号处理的基本概念、原理和方法。

- 掌握数字信号处理软件的使用,如MATLAB等。

- 培养动手能力和实际操作能力。

- 了解数字信号处理在工程中的应用。

2. 实习意义- 提高学生对数字信号处理理论知识的理解和应用能力。

- 增强学生的实践操作能力和创新意识。

- 培养学生的团队合作精神和沟通能力。

三、实习内容与过程1. 实习内容- 数字信号处理基本理论的学习。

- 数字信号处理软件MATLAB的使用。

- 数字信号处理实验项目的完成。

2. 实习过程- 第一阶段:理论学习阶段。

主要学习数字信号处理的基本概念、原理和方法,了解数字信号处理软件MATLAB的使用方法。

- 第二阶段:实验准备阶段。

根据实习指导书的要求,选择合适的实验项目,准备实验所需的数据和工具。

- 第三阶段:实验实施阶段。

按照实验步骤进行实验,记录实验数据,分析实验结果,撰写实验报告。

- 第四阶段:总结与反思阶段。

对实验过程和结果进行总结,反思实验中的不足,提出改进措施。

四、实习成果1. 理论知识掌握情况- 熟悉数字信号处理的基本概念、原理和方法。

- 掌握数字信号处理软件MATLAB的使用。

2. 实验项目完成情况- 完成指定实验项目,如滤波器设计、频谱分析等。

- 实验数据准确,分析结果合理。

3. 实习报告撰写情况- 实习报告结构完整,内容丰富,语言表达清晰。

- 实习报告反映了实习过程中的收获和体会。

五、实习心得与体会1. 实习收获- 对数字信号处理理论有了更深入的理解。

- 提高了实际操作能力和解决问题的能力。

- 培养了团队合作精神和沟通能力。

2. 实习体会- 理论与实践相结合是提高学习效果的关键。

- 养成良好的学习习惯和严谨的工作态度。

- 坚持创新意识,勇于尝试新方法。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

一、实验目的
1. 加深对常用离散信号的理解。

2. 熟悉使用Matlab 在时域中产生一些基本的离散时间信号。

二、实验内容
1、代码:
N = input('Input N = ');
x = [1 zeros(1,N-1)];
n = 0:N-1;
stem([[-(N-1):-1],n],[zeros(1,N-1),x]);
axis([-(N-1),N-1,0,1]);
运行结果:
2、代码:
N = input('Input N = ');
x = ones(1,N);
n = 0:N-1;
stem([[-(N-1):-1],n],[zeros(1,N-1),x])
axis([-(N-1),N-1,0,1]);
运行结果:
3、代码:
N = input('N = ');
A = input('A = '); f = input('f = ');
Fs = input('Fs = '); fai = input(
'fai = '); n = 0:N-1;
x = A*sin(2*pi*f.*n/Fs+fai); stem(n,x);
运行结果:
0123456789
4、代码:
N = input('N = '); r = input('r = '); w = input('w = '); n = 0:N;
x = r*exp(j*w*n); subplot(1,2,1); stem(n,abs(x)); title('·ù¶È'); subplot(1,2,2); stem(n,angle(x)); title('Ïàλ');
运行结果:
5
10
5
10
相位
5、代码:
N = input('N = '); a = input('a = '); n = 0:N; x = a.^n; stem(n,x)
运行结果:
012345678910
基音周期的提取:自相关函数法
代码如下:
function pitch
x=wavread('d:\HuangHaoyu\a0.wav');
figure(1);
stem(x,'.');
n=160;
for m=1:length(x)/n;
for k=1:n;
Rm(k)=0;
for i=(k+1):n;
Rm(k)=Rm(k)+x(i+(m-1)*n)*x(i-k+(m-1)*n);
end
end
p=Rm(10:n);
[Rmax,N(m)]=max(p);
end
N=N+10;
T=N/8;
figure(2);stem(T,'.');axis([0 length(T) 0 10]);
xlabel('帧数(n)');ylabel('周期(ms)');title('各帧基音周期'); T1= medfilt1(T,5);
figure(3);stem(T1,'.');axis([0 length(T1) 0 10]); xlabel('帧数(n)');ylabel('周期(ms)');title('各帧基音周期');
运行结果如下:
2
4
6
8
101214
16
18
20
012345678910帧数(n)
周期(m s )
各帧基音周期
三、实验总结
通过这次实验,我学会了如何使用matlab产生各种基本的离散序列,并进一步熟悉了matlab这个仿真工具,而且还了解了基音周期提取的自相关函数算法,经过同学间的探讨和老师的教导,理解了自相关函数算法的思想,可谓受益匪浅。

相关文档
最新文档