数字信号处理实验(西电 高西全教材)

《数字信号处理》第三版，高西全、丁玉美，

实验程序清单：

实验0

实验内容：

1、实验用Matlab工具箱函数简介

熟悉以下函数的功能、格式

（1）abs （2）angle （3）conv （4）filter

（5）freqz （6）impz （7）fft （8）ifft

（9）plot （10）stem （11）subplot （12）figure

2、常用序列的产生及其频谱分析

（1）单位脉冲序列及其频谱

n=0:50; %定义序列的长度是50

x=[1,zeros(1,50)]; %注意：MATLAB中数组下标从1开始

%x(1)=1;

close all;

subplot(3,1,1);stem(x);title('单位冲击信号序列');

k=-25:25;

X=x*(exp(-j*pi/25)).^(n'*k);

magX=abs(X); %绘制x(n)的幅度谱

subplot(3,1,2);stem(magX);title('单位冲击信号的幅度谱'); angX=angle(X); %绘制x(n)的相位谱

subplot(3,1,3);stem(angX) ; title ('单位冲击信号的相位谱')

（2）矩形序列及其频谱

n=1:50

x=sign(sign(10-n)+1);

close all;

subplot(3,1,1);stem(x);title(‘矩形序列’);

k=-25:25;

X=x*(exp(-j*pi/25)).^(n’*k);

magX=abs(X); %绘制x(n)的幅度谱

subplot(3,1,2);stem(magX);title(‘矩形序列的幅度谱’);

angX=angle(X); %绘制x(n)的相位谱

sub plot(3,1,3);stem(angX) ; title (‘矩形序列的相位谱’)

(3)特定冲击串及其频谱

%h2(n)= δ(n)+2.5δ(n-1)+2.5δ(n-2)+δ(n-3)

n=1:50; %定义序列的长度是50

x=zeros(1,50); %注意：MATLAB中数组下标从1开始

x(1)=1;x(2)=2.5;x(3)=2.5;x(4)=1;

close all;

subplot(3,1,1);stem(x);title(‘特定冲击串’);

k=-25:25;

X=x*(exp(-j*pi/12.5)).^(n’*k);

magX=abs(X); %绘制x(n)的幅度谱

subplot(3,1,2);stem(magX);title(‘特定冲击串的幅度谱’);

angX=angle(X); %绘制x(n)的相位谱

subplot(3,1,3);stem(angX) ; title (‘特定冲击串的相位谱’)

（4）采样信号序列及其频谱

%x(n)=Ae-anT sin(w0nT)u(nT) （0<=n<=50）;

%A=444.128;a=50*sqrt(2.0)*pi; fs=1kHz(T=0.001);w0=50*sqrt(2.0)*pi n=0:50; %定义序列的长度是50

A=444.128; %设置信号有关的参数

a=50*sqrt(2.0)*pi;

T=0.001; %采样率，fs=1kHz

w0=50*sqrt(2.0)*pi;

x=A*exp(-a*n*T).*sin(w0*n*T); %pi是MATLAB定义的π，信号乘可采用“.*”close all %清除已经绘制的x(n)图形

subplot(3,1,1);stem(x); %绘制x(n)的图形

title(‘理想采样信号序列’);

k=-25:25;

W=(pi/12.5)*k;

X=x*(exp(-j*pi/12.5)).^(n’*k);

magX=abs(X); %绘制x(n)的幅度谱

subplot(3,1,2);stem(magX);title(‘理想采样信号序列的幅度谱’);

angX=angle(X); %绘制x(n)的相位谱

subplot(3,1,3);stem(angX) ; title (‘理想采样信号序列的相位谱’)

单位冲击信号的相位谱

矩形序列的相位谱

特定冲击

串

特定冲击串的幅度

谱

特定冲击串的相位谱

理想采样信号序

列

理想采样信号序列的相位谱

实验一 系统响应及系统稳定性

%====内容1：调用filter解差分方程，由系统对u(n)的响应判断稳定性==== close all;clear all

A=[1,-0.9];B=[0.05,0.05]; %系统差分方程系数向量B和A

x1n=[1 1 1 1 1 1 1 1 zeros(1,50)]; %产生信号x1(n)=R8(n)

x2n=ones(1,128); %产生信号x2(n)=u(n)

hn=impz(B,A,58); %求系统单位脉冲响应h(n)

subplot(3,1,1);

stem(hn);

title('(a) 系统单位脉冲响应h(n)');

y1n=filter(B,A,x1n); %求系统对x1(n)的响应y1(n)

subplot(3,1,2);

stem(y1n);

title('(b) 系统对R8(n)的响应y1(n)');

y2n=filter(B,A,x2n); %求系统对x2(n)的响应y2(n)

subplot(3,1,3);

%y='y2(n)';

stem(y2n);

title('(c) 系统对u(n)的响应y2(n)');box on

%===内容2：调用conv函数计算卷积=====

x1n=[1 1 1 1 1 1 1 1 ]; %产生信号x1(n)=R8(n)

h1n=[ones(1,10) zeros(1,10)];

h2n=[1 2.5 2.5 1 zeros(1,10)];

y21n=conv(h1n,x1n);

y22n=conv(h2n,x1n);

figure(2)

subplot(2,2,1);stem(h1n); %调用函数stem绘图

title('(d) 系统单位脉冲响应h1(n)');box on

subplot(2,2,2);stem(y21n);

title('(e) h1(n)与R8(n)的卷积y21(n)');box on

subplot(2,2,3);stem(h2n);

title('(f) 系统单位脉冲响应h2(n)');

subplot(2,2,4);stem(y22n);

title('(g) h2(n)与R8(n)的卷积y22(n)');

%====内容3：谐振器分析=======

un=ones(1,256); %产生信号u(n)

n=0:255;

xsin=sin(0.014*n)+sin(0.4*n); %产生正弦信号

A=[1,-1.8237,0.9801];B=[1/100.49,0,-1/100.49]; %系统差分方程系数向量B和A y31n=filter(B,A,un); %谐振器对u(n)的响应y31(n)

y32n=filter(B,A,xsin); %谐振器对u(n)的响应y31(n)

figure(3)