中南大學數字訊號處理實驗報告

2022-08-28 22:24:13 字數 4962 閱讀 6810

課程名稱:數字訊號處理

姓名:vaga 成績:

班級:電子資訊學號:

日期:2023年5月13日地點:綜合實驗樓

指導老師:

目錄實驗一訊號、系統及系統響應

1.實驗目的3

2.實驗原理與方法3

3.實驗內容4

實驗步驟4

程式框圖6

4.實驗結論7

實驗**7

實驗截圖11

實驗二用fft作譜分析

1. 實驗目的14

2. 實驗原理14

3. 實驗步驟16

4. 上機實驗內容17

5. 實驗結果17

實驗**18

實驗截圖19

1.實驗目的

(1)熟悉連續訊號經理想取樣前後的頻譜變化關係,加深對時域取樣定理的理解。

(2) 熟悉是與離散系統的時域特性。

(3) 利用卷積方法觀察並分析系統的時域特性。

(4) 掌握序列傅利葉變換的計算機實現方法,利用序列的傅利葉變換對連續訊號、離散訊號及系統響應進行頻域分析。

2. 實驗原理與方法

(1) 取樣是連續訊號數字處理的第乙個關鍵環節。

對乙個訊號xa(t)進行理想取樣過程如下:

其中為的理想取樣,p(t)為週期衝激脈衝,即

的傅利葉變換為

將p(t)代入並進行傅利葉變換

其中就是取樣後得到的序列x(n),即

x(n)的傅利葉變換為

由上兩式得

(2)在數字計算機上觀察分析各種序列的頻域特性,通常對在[0,2π]上進行m點取樣來觀察分析。對長度為n的有限長序列x(n),有

其中乙個時域離散線性非事變系統的輸入/輸出關係為

上述積分也可以在頻域實現:

3. 實驗內容

實驗步驟:

(1)訊號產生子程式,用於產生試驗中要用到的下列訊號序列:

a.取樣訊號序列:對下面連續訊號:

進行取樣,可得到取樣序列:

其中a為幅度因子,a為衰減因子,是模擬角頻率,t為取樣間隔,這些引數在實驗過程中由鍵盤輸入,產生不同的和。

b.單位脈衝序列:

c.矩形序列

(2) 系統單位脈衝相應序列產生子程式。本實驗要用到兩種fir系統。

ab.(3) 有限長序列線性卷積子程式,用於完成兩個給定長度的序列的卷積。可以直接呼叫matlab語言中的卷積函式conv。conv用於兩個有限長讀序列的卷積,呼叫格式如下:

其中引數x和h是兩個已複製的行向量序列。

(3)完成上述子程式後編制實驗主程式。

(4)呼叫並執行試驗程式,完成下屬實驗內容:

實驗主程式框圖,如下:

4.實驗結論

實驗**:

t=0:1/10:8;

a=input('請輸入a');

a=input('請輸入a');

w=input('請輸入w0');

xa=a*exp((-a)*t).*sin(w*t);

plot(t,xa);

xlabel('t');ylabel('xa');

title('xt波形');

%xn的時域

n=0:1:50;

t=input('請輸入t');

xn=a*exp((-a)*n*t).*sin(w*n*t);

subplot(2,1,1);

stem(n,xn,'k');

title('時域訊號波形');

xlabel('n');ylabel('xn');

%xn的傅氏變換

n=50;

k=-200:200;

w=k*pi/100;

x=dft(xn,n);

subplot(2,1,2);

plot(w/pi,abs(x));

title('xn的傅氏變換');

xlabel('w/pi');ylabel('|x(jw)|');

%hbn的時域

hb=[1,2.5,2.5,1];

i=0:3;

subplot(2,2,1);

stem(i,hb,'k');

axis([0,3,0,2.5]); %這個是設定座標軸刻度範圍的,前面兩個是x軸設定,後面兩個是y軸設定;

title ('hb(n)的時域序列');

xlabel('n');ylabel('hb(n)');

%hbn的傅氏變換

k=-200:200;

w=k*pi/100;

hb=dft(hb,n);

sublpot(2,2,2);

plot(w/pi,abs(hb));

title ('hb(n)的傅氏變換');

xlabel('w/pi');ylabel('|hb(jw)|');

%xbn的時域

xb=[1,0,0,0,0,0,0,0,0,0];

i=0:9;

subplot(2,2,3);

stem(i,xb,'k');

title ('xb(n)的時域序列');

xlabel('n');ylabel('xb(n)');

%xbn的傅氏變換

k=-200:200;

w=k*pi/100;

xb=dft(xb,n);

sublpot(2,2,4);

plot(w/pi,abs(xb));

title ('xb(n)的傅氏變換');

xlabel('w/pi');ylabel('|xb(jw)|');

%ybn的時域變換

yb=conv(hb,xb);

subplot(2,1,1);

stem(0:12,yb,'k');

title('yb(n)的時域序列');

xlabel('n');ylabel('yb(n)=xb(n)*hb(n)');

%ybn的傅氏變換

n=13;

w=k*pi/100;

yb=dft(yb,n);

subplot(2,1,2);

plot(w/pi,abs(yb));

title ('yb(n)的傅氏變換');

xlabel('w/pi');ylabel('|yb(jw)|');

%ya1n的時域 xc=[1,1,1,1,1,1,1,1,1,1];

ha=[1,1,1,1,1,1,1,1,1,1ha=ones(0,9);

xc=ha;

ya1=conv(ha,xc);

subplot(2,1,1);

stem(0:18,ya1,'k');

title('ya1(n)的時域序列');

xlabel('n');ylabel('ya1(n)=xc(n)*ha(n)');

%ya1n的傅氏變換

n=19;

k=-200:200;

w=k*pi/100;

ya1=dft(ya1,n);

subplot(2,1,2);

plot(w/pi,abs(ya1));

title ('ya1(n)的傅氏變換');

xlabel('w/pi');ylabel('|ya1(jw)|');

%ya2n的時域序列 xc=[1,1,1,1,1];

xc=[1,1,1,1,1];

ya2=conv(ha,xc);

subplot(2,1,1);

stem(0:13,ya1,'k');

title('ya2(n)的時域序列');

xlabel('n');ylabel('ya2(n)=xc(n)*ha(n)');

%ya2n的傅氏變換

n=14;

k=-200:200;

w=k*pi/100;

ya2=dft(ya2,n);

subplot(2,1,2);

plot(w/pi,abs(ya2));

title ('ya2(n)的傅氏變換');

xlabel('w/pi');ylabel('|ya2(jw)|');

%卷積定理的驗證

%yb(n)的驗證

a=1;

a=0.4;

w=2.0374;

n=0:50-1;

fs=1;

xa=a*exp((-a)*n/fs).*sin(w*n/fs);

subplot(2,2,1);

stem(n,xa,'k');

title('xa(n)的時域序列')

xlabel('n');ylabel('xa(nxa(n)的時域序列

n=50;

k=-200:200;

w=k*pi/100;

xa=dft(xa,n);

subplot(2,2,2);

plot(w/pi,abs(xa));

title ('xa(n)的傅氏變換');

xlabel('w/pi');ylabel('|xa(jwxa(n)的傅氏變換

hb=[1,2.5,2.5,1];

i=0:3;

subplot(2,2,3);

stem(i,hb,'k');

axis([0,3,0,2.5]); %這個是設定座標軸刻度範圍的,前面兩個是x軸設定,後面兩個是y軸設定;

title ('hb(n)的時域序列')

xlabel('n');ylabel('hb(nhbn的時域

k=-200:200;

w=k*pi/100;

hb=dft(hb,n);

sublpot(2,2,4);

plot(w/pi,abs(hb));

title ('hb(n)的傅氏變換')

xlabel('w/pi');ylabel('|hb(jwhbn的傅氏變換

yb=conv(hb,xa);

subplot(2,2,1);

stem(0:12,yb,'k');

title('yb(n)的時域序列');

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實驗一訊號 系統及系統響應 一 實驗目的 1 熟悉連續訊號經理想取樣前後的頻譜變化關係,加深對時域取樣定理的理解 2 熟悉時域離散系統的時域特性 3 利用卷積方法觀察分析系統的時域特性 4 掌握序列傅利葉變換的計算機實現方法,利用序列的傅利葉變換對連續訊號 離散訊號及系統響應進行頻域分析。二 實驗原...

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