数字信号处理课程设计092230069庄建军

福建农林大学金山学院

课程设计报告

课程名称：数字信号处理

课程设计题目：基于MATLAB的频域采样定理演示系统姓名：庄建军

系：信息与机电工程

专业：电子信息工程

年级：2009

学号：092230069

指导教师：蔡剑卿

职称：讲师

2011 年12 月20 日

福建农林大学金山学院

课程设计报告结果评定评语：

成绩：

指导教师签字：任务下达日期：

评定日期：

目录

1.课程设计的目的 (1)

2.课程设计的要求 (1)

3.课程设计报告内容 (1)

3.1产生一有限长序列)4/

n

=并绘出时域波形图和频谱图 (1)

xπ

(n

)

cos(

3.2产生有限长序列的时域波形图和频谱图 (2)

3.3对该有限长序列的频谱进行频率采样 (2)

3.4经过频率采样后的波形图与时域波形图 (3)

4.总结 (3)

参考文献 (4)

基于MATLAB的频域采样定理演示系统

1.课程设计的目的

（1）熟悉MATLAB语言的编程方法及MATLAB指令；

（2）掌握用 MATLAB 设计用户界面的方法；

（3）熟悉频域采样定理的内容；

（4）掌握序列频谱的表示；

（5）掌握频率域采样的概念；

（6）熟悉原序列与频域采样后序列之间的关系；

（7）通过频域采样定理演示系统的设计，加深对频域采样定理的理解和认识2.课程设计的要求

自行产生一个有限长序列，要求：

（1）该序列的表达式和长度由运行时输入；

（2）频域采样点数N由运行时输入；

（3）画出该序列的时域波形图和频谱图；

（4）对序列的频谱进行N点采样，画出采样后的频谱图；

（5）求出采样后频谱所对应的序列，画出其时域波形图；

（6）对于不同的频域采样点数N，比较原序列和频域采样后的序列，从中得出结论；

（7）用 MATLAB 设计一个频域采样定理演示界面；

3.课程设计报告内容

3.1产生一有限长序列)4/

xπ

n

=并绘出时域波形图和频谱图

(n

cos(

)

Matlab程序：

N=input ('输入谱分析的长度')

n=0:N-1;

x=cos(pi*n/4);

subplot(1,2,1),stem(n,x) %绘制序列波形

xlabel('n');ylabel('x1(n)');

title('余弦序列');

X=abs(fft(x,N)); %求余弦序列的N点FFT

subplot(1,2,2)

k=0:N-1;

stem(k,X) %绘制序列的幅频特性曲线 xlabel('k');ylabel('X(k)');

string=[num2str(N),'点FFT 幅频曲线']; title(string);

3.2产生有限长序列的时域波形图和频谱图

2

46

8

-1-0.8-0.6-0.4-0.200.2

0.40.60.81n

x 1(n )

余弦序列

2

46

8

00.511.522.53

3.54

4.55k

X (k )

9点FFT 幅频曲线

N 点频率采样后的频谱图

3.3对该有限长序列的频谱进行频率采样

fs=100; %设定采样频率 N=9; n=0:N-1; t=n/fs;

f0=10; %设定正弦信号频率

f=(0:length(X)-1)'*fs/length(X); %进行对应的频率转换 figure(1); subplot(1,2,1);

plot(f,X); %做频谱图 axis([0,100,0,80]);

xlabel('频率(Hz)'); ylabel('幅值');

title('余弦信号)4/cos()(n n x π=幅频谱图N=9');

Y=abs(fft(X,N)); %求频率采样后余弦序列的N 点IFFT subplot(1,2,2) k=0:N-1;

stem(k,Y) %绘制序列的幅频特性曲线 xlabel('k');ylabel('Y(k)');

string=[num2str(N),'点IFFT 幅频曲线']; title(string);

3.4经过频率采样后的波形图与时域波形图如图所示：

50100

1020

30

4050

60

70

80频率(Hz)

幅值

余弦信号 幅频谱图N=902

468

2

4

6

8

10

12

k

Y (k )

9点IFFT 幅频曲线

由以上波形图可以看出经频率采样后的时域波形图与原序列的时域波形图有明显差别，其波形的形状发生很大的变化，原来在Y 轴负方向的幅值均向Y 轴正向变化，即经过频率采样后的时域波形不再具有原时域波形的余弦的性质。

4.总结

通过该项课程设计，我基本掌握了MATLAB 语言的编程方法以及它的指令步骤，还有编译程序工作的基本过程及其各阶段的基本任务，使我加深了对数字信号处理这门学科和MATLAB 这个软件工具的认识。

频域采样定理是以MATLAB 为工具平台、数字信号处理为基础而形成的一门综合性学科，处理的目的是要得到经过频率采样后的信号。而MATLAB 是一款多功能多特点的的软件，对于现代科学工程的计算和分析具有重要的意义。基于