实验10matlab离散信号的产生与运算-答案

实验10matlab离散信号的产生与运算-答案
实验10matlab离散信号的产生与运算-答案

实验10 Matlab 离散信号的产生与运算(二)-答案

1、求)4()2()(-+-=n n n x δδ,100≤≤n

n1=0;

n2=10;

n01=2; n02=4;

n=n1:n2;

x1=[(n-n01)==0];

x2=[(n-n02)==0];

x3=x1+x2;

stem(n,x3,'filled');

2、已知两个维数不相等的序列

)64()2()(1≤≤-+=n n u n x

)85()4()(2≤≤--=n n u n x

求)(2)(1)(n x n x n x +=,并画图。

n1=-4:6;

n2=-5:8;

x1=[(n1+2)>=0];

x2=[(n2-4)>=0];

n=min([n1,n2]):max([n1,n2]);

N=length(n);

y1=zeros(1,N);

y2=zeros(1,N);

y1(find((n>=min(n1))&(n<=max(n1))))=x1;

y2(find((n>=min(n2))&(n<=max(n2))))=x2;

x=y1+y2;

stem(n,x,'filled')

3、已知信号 )62)(1()(2)

104(3)(125.0≤≤-+=≤≤-=-n n u n x n e n x n

求点乘运算:)(2)(1)(n x n x n x ?=

n1=-4:10;

n2=-2:6;

x1=3*exp(-0.25*n1);

x2=[(n2+1)>=0];

n=min([n1,n2]):max([n1,n2]);

N=length(n); y1=zeros(1,N);

y2=zeros(1,N);

y1(find((n>=min(n1))&(n<=max(n1))))=x1;

y2(find((n>=min(n2))&(n<=max(n2))))=x2;

x=y1.*y2;

stem(n,x,'filled')

4、已知信号

)74()(3.0≤≤-=-n e n x n

求它的反折序列)(n x -。

n=-4:7;

x=exp(-0.3*n);

subplot(3,1,1)

stem(n,x,'filled')

title('原序列')

subplot(3,1,2)

x1=fliplr(x)

stem(n,x1,'filled')

title('序列翻转')

subplot(3,1,3) x1=fliplr(x)

n1=-fliplr(n)

stem(n1,x1,'filled')

title('x(-n)')

5、假定一因果系统为: )2(2403.2)1(4908.2)(2403.2)2(75.0)1(4.0)(-+-+=-+--n x n x n x n y n y n y 当输入三个不同的序列:

)1.02cos()(1n n x ?=π,)4.02cos()(2n n x ?=π,)(3)(221n x n x x -=

计算并显示相应的输出)(1n y ,)(2n y 和)(n y 。判断该系统是否为线性系统。 解:任何一个系统输入可以表示为∑∞

-∞=-=

k k n k x n x )()()(δ 假设脉冲)(n δ作用于系统,输出为)(n h ,则在)(n x 的作用下输出为: ∑∞

-∞=-=

k k n h k x n y )()()( 以上表示离散系统的卷积,定义为)(*)()(n h n x n y =。因此,只要知道脉冲)(n δ作用于系统的输出)(n h ,便可以通过卷积得到任何输入)(n x 作用于系统的输出)(n y 。

N=20;

n=0:N-1;

x1n=cos(2*pi*0.1*n);

x2n=cos(2*pi*0.4*n);

x3n=2*x1n-3*x2n;

a=[1 -0.4 0.75];

b=[2.2403 2.4908 2.2403];

hn=impz(b,a,n)

y1=conv(x1n,hn);

y2=conv(x2n,hn);

y3=conv(x3n,hn);

y4=(2*y1-3*y2)-y3; %判断是否为线性系统

subplot(2,2,1)

stem(y1,'filled')

title('cos(2{\pi}0.1n)输入')

subplot(2,2,2)

stem(y2,'filled')

title('cos(2{\pi}0.4n)输入')

subplot(2,2,3)

stem(y3,'filled')

title('2cos(2{\pi}0.1n)-3cos(2{\pi}0.4n)输入')

subplot(2,2,4)

stem(y4,'filled')

title('线性系统?')

6、已知)2

n

y,试求输入系列为)3

(

y

n

x

u

n

x的响应。

n

=n

(-

)

(

)1

x

2

)

(

7.0

(

)

=n

+

-

(-

-

N=30;

n=0:N-1;

x=[n>=3];

a=[1 -0.7 0];

b=[2 0 -1];

hn=impz(b,a,n)

y=conv(x,hn);

stem(y,'filled')

7、计算下列两个有限长序列的卷积和并显示图形。

)

3()()()

2(2)1(3)()(21--=-+-+=n u n u n x n n n n x δδδ n=-10:10;

x1=[n= =0]+3*[n= =1]+2*[n= =2];

x2=[n>=0]-[n>=3];

x=conv(x1,x2)

stem(x,'filled')

数字信号处理实验报告

实验一MATLAB语言的基本使用方法 实验类别:基础性实验 实验目的: (1)了解MATLAB程序设计语言的基本方法,熟悉MATLAB软件运行环境。 (2)掌握创建、保存、打开m文件的方法,掌握设置文件路径的方法。 (3)掌握变量、函数等有关概念,具备初步的将一般数学问题转化为对应计算机模型并进行处理的能力。 (4)掌握二维平面图形的绘制方法,能够使用这些方法进行常用的数据可视化处理。 实验内容和步骤: 1、打开MATLAB,熟悉MATLAB环境。 2、在命令窗口中分别产生3*3全零矩阵,单位矩阵,全1矩阵。 3、学习m文件的建立、保存、打开、运行方法。 4、设有一模拟信号f(t)=1.5sin60πt,取?t=0.001,n=0,1,2,…,N-1进行抽样,得到 序列f(n),编写一个m文件sy1_1.m,分别用stem,plot,subplot等命令绘制32 点序列f(n)(N=32)的图形,给图形加入标注,图注,图例。 5、学习如何利用MATLAB帮助信息。 实验结果及分析: 1)全零矩阵 >> A=zeros(3,3) A = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2)单位矩阵 >> B=eye(3) B = 1 0 0 0 1 0 0 0 1 3)全1矩阵 >> C=ones(3) C = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4)sy1_1.m N=32; n=0:N-1; dt=0.001; t=n*dt; y=1.5*sin(60*pi*t); subplot(2,1,1), plot(t,y); xlabel('t'); ylabel('y=1.5*sin(60*pi*t)'); legend('正弦函数'); title('二维图形'); subplot(2,1,2), stem(t,y) xlabel('t'); ylabel('y=1.5*sin(60*pi*t)'); legend('序列函数'); title('条状图形'); 00.0050.010.0150.020.0250.030.035 t y = 1 . 5 * s i n ( 6 * p i * t ) 二维图形 00.0050.010.0150.020.0250.030.035 t y = 1 . 5 * s i n ( 6 * p i * t ) 条状图形

实验1离散时间信号的产生与运算

数字信号处理 实验报告 班级: 学号: 姓名:word文档可自由复制编辑

实验1离散时间信号的产生与运算 一、实验目的 (1)了解离散时间信号的特点。 (2)掌握在计算机中生成及绘制各种常用离散时间信号序列的方法。 (3)掌握序列的加、减、乘、除和平移、反转、尺度变换等基本运算及计算机的 实现方法。 二、实验原理 信号是随时间变化的物理量,而计算机只能处理离散信号。离散信号是在某些不连续的时间上有信号值,而在其它时间点上没有定义的一类信号。离散信号一般可以由连续信号通过模数转换得到。 常用的离散信号有单位脉冲序列、单位阶跃序列、复指数序列、正弦信号序列、随机序列等。 离散信号的基本运算包括信号的加、减、乘、除。离散信号的时域变换包括信号的平移、反转、尺度变换等。 三、实验内容与方法 1、编写程序,生成如下数字信号:sqrt(2*k)u(k错误!未找到引用源。3), δ(k+5)。 (1) f(k)=sqrt(2*k)u(k错误!未找到引用源。3) 代码: k=(1:10); n=3; u=[(k-n)>=0]; a=sqrt(2*k); stem(k,a.*u); title('sqrt(2*k)u(k 3)的图像'); xlabel('时间(k)');ylabel('幅值f(k)'); 运行图: word文档可自由复制编辑

(2) f(k)= δ(k+5) 代码: k1=-10;k2=0;k=k1:k2; n=-5; %单位脉冲出现的位置 f=[(k-n)==0]; stem(k,f,'filled');title('δ(k+5)序列的图像') xlabel('时间(k)');ylabel('幅值f(k)'); 运行图: word文档可自由复制编辑

数字信号处理基础实验指导书

《数字信号处理》实验指导书 光电工程学院二○○九年十月

实验一离散时间信号分析 一、实验目的 1.掌握各种常用的序列,理解其数学表达式和波形表示。 2.掌握在计算机中生成及绘制数字信号波形的方法。 3.掌握序列的相加、相乘、移位、反转等基本运算及计算机实现与作用。 4.掌握线性卷积软件实现的方法。 5.掌握计算机的使用方法和常用系统软件及应用软件的使用。 6.通过编程,上机调试程序,进一步增强使用计算机解决问题的能力。 二、实验原理 1.序列的基本概念 离散时间信号在数学上可用时间序列来表示,其中代表序列的第n个数字,n代表时间的序列,n的取值范围为的整数,n取其它值没有意义。离散时间信号可以是由模拟信号通过采样得到,例如对模拟信号进行等间隔采样,采样间隔为T,得到一个有序的数字序列就是离散时间信号,简称序列。 2.常用序列 常用序列有:单位脉冲序列(单位抽样)、单位阶跃序列、矩形序列、实指数序列、复指数序列、正弦型序列等。 3.序列的基本运算 序列的运算包括移位、反转、和、积、标乘、累加、差分运算等。 4.序列的卷积运算 上式的运算关系称为卷积运算,式中代表两个序列卷积运算。两个序列的卷积是一个序列与另一个序列反褶后逐次移位乘积之和,故称为离散卷积,也称两序列的线性卷积。其计算的过程包括以下4个步骤。 (1)反褶:先将和的变量换成,变成和,再将以纵轴为对称轴反褶成。 (2)移位:将移位,得。当为正数时,右移位;当为负数时,左

移位。 (3)相乘:将和的对应点值相乘。 (4)求和:将以上所有对应点的乘积累加起来,即得。 三、主要实验仪器及材料 微型计算机、Matlab软件6.5或更高版本。 四、实验内容 1.知识准备 认真复习以上基础理论,理解本实验所用到的实验原理。 2.离散时间信号(序列)的产生 利用MATLAB或C语言编程产生和绘制下列有限长序列: (1)单位脉冲序列 (2)单位阶跃序列 (3)矩形序列 (4)正弦型序列 (5)任意序列 3.序列的运算 利用MATLAB编程完成上述两序列的移位、反转、加法、乘法等运算,并绘制运算后序列的波形。 4.卷积运算 利用MATLAB编制一个计算两个序列线性卷积的通用程序,计算上述两序列,并绘制卷积后序列的波形。 5.上机调试并打印或记录实验结果。 6.完成实验报告。 五、实验报告要求 1. 简述实验原理及目的。 2. 给出上述序列的实验结果。 3. 列出计算卷积的公式,画出程序框图,并列出实验程序清单 (可略)(包括必要的程序说明)。 4. 记录调试运行情况及所遇问题的解决方法。 5. 给出实验结果,并对结果做出分析。 6. 简要回答思考题。 1 如何产生方波信号序列和锯齿波信号序列? 2 实验中所产生的正弦序列的频率是多少?是否是周期序列?

数字信号处理实验(吴镇扬)答案-2

(1) 观察高斯序列的时域和幅频特性,固定信号)(n x a 中参数p=8,改变q 的 值,使q 分别等于2、4、8,观察他们的时域和幅频特性,了解当q 取不同值时,对信号序列的时域和幅频特性的影响;固定q=8,改变p,使p 分别等于8、13、14,观察参数p 变化对信号序列的时域和幅频特性的影响,注意p 等于多少时会发生明显的泄漏现象,混叠是否也随之出现?记录实验中观察到的现象,绘出相应的时域序列和幅频特性曲线。 ()() ?????≤≤=-其他0150,2n e n x q p n a 解:程序见附录程序一: P=8,q 变化时: t/T x a (n ) k X a (k ) t/T x a (n ) p=8 q=4 k X a (k ) p=8 q=4 t/T x a (n ) p=8 q=8 k X a (k ) p=8 q=8 幅频特性 时域特性

t/T x a (n ) p=8 q=8 k X a (k ) p=8 q=8 t/T x a (n ) 5 10 15 k X a (k ) p=13 q=8 t/T x a (n ) p=14 q=8 5 10 15 k X a (k ) p=14 q=8 时域特性幅频特性 分析: 由高斯序列表达式知n=p 为期对称轴; 当p 取固定值时,时域图都关于n=8对称截取长度为周期的整数倍,没有发生明显的泄漏现象;但存在混叠,当q 由2增加至8过程中,时域图形变化越来越平缓,中间包络越来越大,可能函数周期开始增加,频率降低,渐渐小于fs/2,混叠减弱; 当q 值固定不变,p 变化时,时域对称中轴右移,截取的时域长度渐渐地不再是周期的整数倍,开始无法代表一个周期,泄漏现象也来越明显,因而图形越来越偏离真实值, p=14时的泄漏现象最为明显,混叠可能也随之出现;

数字信号处理实验作业

实验6 数字滤波器的网络结构 一、实验目的: 1、加深对数字滤波器分类与结构的了解。 2、明确数字滤波器的基本结构及其相互间的转换方法。 3、掌握用MA TLAB 语言进行数字滤波器结构间相互转换的子函数及程序编写方法。 二、实验原理: 1、数字滤波器的分类 离散LSI 系统对信号的响应过程实际上就是对信号进行滤波的过程。因此,离散LSI 系统又称为数字滤波器。 数字滤波器从滤波功能上可以分为低通、高通、带通、带阻以及全通滤波器;根据单位脉冲响应的特性,又可以分为有限长单位脉冲响应滤波器(FIR )和无限长单位脉冲响应滤波器(IIR )。 一个离散LSI 系统可以用系统函数来表示: M -m -1-2-m m m=0 012m N -1-2-k -k 12k k k=1 b z b +b z +b z ++b z Y(z)b(z)H(z)=== =X(z)a(z) 1+a z +a z ++a z 1+a z ∑∑ 也可以用差分方程来表示: N M k m k=1 m=0 y(n)+a y(n-k)=b x(n-m)∑∑ 以上两个公式中,当a k 至少有一个不为0时,则在有限Z 平面上存在极点,表达的是以一个IIR 数字滤波器;当a k 全都为0时,系统不存在极点,表达的是一个FIR 数字滤波器。FIR 数字滤波器可以看成是IIR 数字滤波器的a k 全都为0时的一个特例。 IIR 数字滤波器的基本结构分为直接Ⅰ型、直接Ⅱ型、直接Ⅲ型、级联型和并联型。 FIR 数字滤波器的基本结构分为横截型(又称直接型或卷积型)、级联型、线性相位型及频率采样型等。本实验对线性相位型及频率采样型不做讨论,见实验10、12。 另外,滤波器的一种新型结构——格型结构也逐步投入应用,有全零点FIR 系统格型结构、全极点IIR 系统格型结构以及全零极点IIR 系统格型结构。 2、IIR 数字滤波器的基本结构与实现 (1)直接型与级联型、并联型的转换 例6-1 已知一个系统的传递函数为 -1-2-3 -1-2-3 8-4z +11z -2z H(z)=1-1.25z +0.75z -0.125z 将其从直接型(其信号流图如图6-1所示)转换为级联型和并联型。

用MATL新编实现常用的离散时间信号及其时域运算

用M A T L新编实现常用的离散时间信号及其 时域运算 公司内部编号:(GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

实验四用MATLAB实现常用的离散时间信号及其时域运算 —— 摘要:在MATLAB中,只能用向量来表示离散时间信号。与连续信号不同,离散时 间信号无法用符号运算来表示。用适当的MATLAB语句表示出信号后,就可以利用MATLAB的绘图命令stem来绘出直观的信号波形图,stem是专门用于绘制离散时 间信号的。在MATLAB中离散序列的时域运算和变换不能用符号运算来实现,而必 须用向量表示的方法,即在MATLAB中离散序列的相加、相乘需表示成两个向量的 相加、相乘,因而参加运算的两序列向量必须有相同的维数。 一、实验目的:(1)学习MATLAB语言及其常用指令; (2)学习和掌握用MATLAB语言产生离散时间信号的编程方法; (3)通过编程绘制出离散时间信号的波形,加深理解信号的时域运 算。 二、实验内容:(1)运用MATLAB的绘图指令绘制离散时间信号; (2)用MATLAB语言实现离散时间信号的时域运算。 三、实验原理:(1)单位阶跃序列和单位样值序列。 离散时间信号只在某些离散的瞬时给出信号的值,因此,它是时间上不连续的 序列。单位阶跃序列和单位样值序列在离散时间信号与系统的分析中是两个非 常典型的序列,分别记为u(n)和δ(n)。它们的定义分别如下: 1 n≥0 1 n≥0 u(n)= δ(n)= 0 n<0 0 n≠0

若单位阶跃序列的起始点为n0,单位样值序列出现在n0时刻,则表达式分别为: 1 n≥n0 1 n=n0 u(n-n0)= δ(n-n0)= 0 n

数字信号处理实验报告(实验1_4)

实验一 MATLAB 仿真软件的基本操作命令和使用方法 实验容 1、帮助命令 使用 help 命令,查找 sqrt (开方)函数的使用方法; 2、MATLAB 命令窗口 (1)在MATLAB 命令窗口直接输入命令行计算3 1)5.0sin(21+=πy 的值; (2)求多项式 p(x) = x3 + 2x+ 4的根; 3、矩阵运算 (1)矩阵的乘法 已知 A=[1 2;3 4], B=[5 5;7 8],求 A^2*B

(2)矩阵的行列式 已知A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9],求A (3)矩阵的转置及共轭转置 已知A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9],求A' 已知B=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i], 求B.' , B' (4)特征值、特征向量、特征多项式 已知A=[1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4] ,求矩阵A的特征值、特征向量、特征多项式;

(5)使用冒号选出指定元素 已知:A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9];求A 中第3 列前2 个元素;A 中所有列第2,3 行的元素; 4、Matlab 基本编程方法 (1)编写命令文件:计算1+2+…+n<2000 时的最大n 值;

(2)编写函数文件:分别用for 和while 循环结构编写程序,求 2 的0 到15 次幂的和。

5、MATLAB基本绘图命令 (1)绘制余弦曲线 y=cos(t),t∈[0,2π]

(2)在同一坐标系中绘制余弦曲线 y=cos(t-0.25)和正弦曲线 y=sin(t-0.5), t∈[0,2π] (3)绘制[0,4π]区间上的 x1=10sint 曲线,并要求: (a)线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号; (b)坐标轴控制:显示围、刻度线、比例、网络线 (c)标注控制:坐标轴名称、标题、相应文本; >> clear;

数字信号处理实验报告一

武汉工程大学 数字信号处理实验报告 姓名:周权 学号:1204140228 班级:通信工程02

一、实验设备 计算机,MATLAB语言环境。 二、实验基础理论 1.序列的相关概念 2.常见序列 3.序列的基本运算 4.离散傅里叶变换的相关概念 5.Z变换的相关概念 三、实验内容与步骤 1.离散时间信号(序列)的产生 利用MATLAB语言编程产生和绘制单位样值信号、单位阶跃序列、指数序列、正弦序列及随机离散信号的波形表示。 四实验目的 认识常用的各种信号,理解其数字表达式和波形表示,掌握在计算机中生成及绘制数字信号波形的方法,掌握序列的简单运算及计算机实现与作用,理解离散时间傅里叶变换,Z变换及它们的性质和信号的频域分

实验一离散时间信号(序列)的产生 代码一 单位样值 x=2; y=1; stem(x,y); title('单位样值 ') 单位阶跃序列 n0=0; n1=-10; n2=10; n=[n1:n2]; x=[(n-n0)>=0]; stem(n,x); xlabel('n'); ylabel('x{n}'); title('单位阶跃序列');

实指数序列 n=[0:10]; x=(0.5).^n; stem(n,x); xlabel('n'); ylabel('x{n}'); title('实指数序列');

正弦序列 n=[-100:100]; x=2*sin(0.05*pi*n); stem(n,x); xlabel('n'); ylabel('x{n}'); title('正弦序列');

随机序列 n=[1:10]; x=rand(1,10); subplot(221); stem(n,x); xlabel('n'); ylabel('x{n}'); title('随机序列');

离散信号的产生及运算

离散信号的产生及运算

实验一离散信号的产生及运算 一.实验目的: 1.复习和巩固数字信号处理中离散信号的产生和运算 2.学习和掌握用MATLAB 产生离散信号的方法 3.学习和掌握用MATLAB 对离散信号进行运算 二.实验原理 1.用MATLAB 函数产生离散信号 信号是数字信号处理的最基本内容。没有信号,数字信号处理就没了工作对象。MATLAB7.0 内部提供了大量的函数,用来产生常用的信号波形。例如,三角函数(sin,cos), 指数函数(exp),锯齿波函数(sawtooth), 随机数函数(rand)等。 ⑴产生被噪声污染的正弦信号 用随机数函数产生污染的正弦信号。 ⑵产生单位脉冲序列和单位阶跃序列 按定义,单位脉冲序列为 0 0 0 1, ( ) 0,n n n n n n 单位阶跃序列为 。 0 0 0 1, ( ) 0,n n u n n n n ⑶矩形脉冲信号:在MATLAB 中用rectpuls 函数来表示,其调用形式为: y=rectpuls(t,width),用以产生一个幅值为1,宽度为width,相对于t=0 点左右对称的矩形波信号,该函数的横坐标范围由向量t 决定,是以t=0 为中心向左右各展开width/2 的范围,width 的默认值为1。 例:以t=2T(即t-2×T=0)为对称中心的矩形脉冲信号的MATLAB 源程序如下:(取T=1) t=0:0.001:4; T=1; ft=rectpuls(t-2*T,2*T); plot(t,ft);grid on; axis([0 4 –0.5 1.5]); ⑷周期性矩形波(方波)信号在MATLAB 中用square 函数来表示,其调用形式为:y=square(t,DUTY),用以产生一个周期为2π、幅值为±1 的周期性方波信号,其中的DUTY 参数表示占空比,即在信号的一个周期中正值所占的百分比。例如频率为30Hz 的周期性方波信号的MATLAB 参考程序如下: t=-0.0625:0.0001:0.0625; y=square(2*pi*30*t,75); plot(t,y);axis([-0.0625 0.0625 –1.5 1.5]);grid on ; 2.MATLAB 中信号的运算 乘法和加法:离散信号之间的乘法和加法,是指它的同序号的序列值逐项对应相乘和相加。

离散时间信号表与运算

离散时间信号表与运算

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实验一 离散时间信号的表示与运算 一 实验目的 1、熟悉MATLAB 的绘图函数; 2、掌握单位取样序列、单位阶跃序列、矩形序列和正余弦序列的产生方法; 3、掌握离散时间信号基本运算的MATLAB 实现; 4、掌握离散时间信号线性卷积和运算的MATLAB 实现。 二 实验设备 1、计算机 2、MA TLAB R2007a 仿真软件 三 实验原理 1)序列相加和相乘 设有序列)(1n x 和)(2n x ,它们相加和相乘如下: ) ()()()()()(2121n x n x n x n x n x n x ?=+= 注意,序列相加(相乘)是对应序列值之间的相加(相乘),因此参加运算的两个序列必须具有相同的长度,并且保证位置相对应。如果不相同,在运算前应采用zeros 函数将序列左右补零使其长度相等并且位置相对应。在MATLAB 中,设序列用x1和x2表示,序列相加的语句为:x=x1+x2;然而要注意,序列相乘不能直接用x=x1*x2,该式表示两个矩阵的相乘,而不是对应项的相乘。对应项之间相乘的实现形式是点乘“.*”,实现语句为:x=x1.*x2。 2)序列翻转 设有序列:)()(n x n y -=,在翻转运算中,序列的每个值以n=0为中心进行翻转,需要注意的是翻转过程中序列的样值向量翻转的同时,位置向量翻转并取反。MATLAB 中,翻转运算用fliplr 函数实现。设序列)(n x 用样值向量x 和位置向量nx 表述,翻转后的序列 )(n y 用样值向量y 和位置向量ny 描述。 3)序列的移位 移位序列)(n x 的移位序列可表示为:)()(0n n x n y -=,其中,00>n 时代表序列右移 0n 个单位;00

数字信号处理实验答案完整版

数字信号处理实验答案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

实验一熟悉Matlab环境 一、实验目的 1.熟悉MATLAB的主要操作命令。 2.学会简单的矩阵输入和数据读写。 3.掌握简单的绘图命令。 4.用MATLAB编程并学会创建函数。 5.观察离散系统的频率响应。 二、实验内容 认真阅读本章附录,在MATLAB环境下重新做一遍附录中的例子,体会各条命令的含义。在熟悉了MATLAB基本命令的基础上,完成以下实验。 上机实验内容: (1)数组的加、减、乘、除和乘方运算。输入A=[1 2 3 4],B=[3 4 5 6],求C=A+B,D=A-B,E=A.*B,F=A./B,G=A.^B并用stem语句画出A、B、C、D、E、F、G。 clear all; a=[1 2 3 4]; b=[3 4 5 6]; c=a+b; d=a-b; e=a.*b; f=a./b; g=a.^b; n=1:4; subplot(4,2,1);stem(n,a); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('A'); subplot(4,2,2);stem(n,b); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('B'); subplot(4,2,3);stem(n,c); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('C'); subplot(4,2,4);stem(n,d); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('D'); subplot(4,2,5);stem(n,e); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('E'); subplot(4,2,6);stem(n,f); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('F'); subplot(4,2,7);stem(n,g); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('G'); (2)用MATLAB实现下列序列: a) x(n)= 0≤n≤15 b) x(n)=e+3j)n 0≤n≤15 c) x(n)=3cosπn+π)+2sinπn+π) 0≤n≤15 d) 将c)中的x(n)扩展为以16为周期的函数x(n)=x(n+16),绘出四个周期。

数字信号处理实验(吴镇扬)答案-4

实验四 有限长单位脉冲响应滤波器设计 朱方方 0806020433 通信四班 (1) 设计一个线性相位FIR 高通滤波器,通带边界频率为0.6π,阻带边界频率为0.4π,阻 带衰减不小于40dB 。要求给出h(n)的解析式,并用MATLAB 绘出时域波形和幅频特性。 解: (1) 求数字边界频率: 0.6 , .c r ωπωπ== (2) 求理想滤波器的边界频率: 0.5n ωπ= (3) 求理想单位脉冲响应: []d s i n ()s i n [()] () ()1n n n n n n h n n παωαα παωα π?-- -≠??-=? ? -=?? (4) 选择窗函数。阻带最小衰减为-40dB ,因此选择海明窗(其阻带最小衰减为-44dB);滤 波器的过渡带宽为0.6π-0.4π=0.2π,因此 6.21 0.231 , 152 N N N ππα-=?=== (5) 求FIR 滤波器的单位脉冲响应h(n): []31d sin (15)sin[0.5(15)] 1cos ()15()()()15(15)1 15 n n n R n n h n w n h n n n ππππ?---????-? ?≠? ???==-???? ? ?=? 程序: clear; N=31; n=0:N-1; hd=(sin(pi*(n-15))-sin(0.5*pi*(n-15)))./(pi *(n-15)); hd(16)=0.5; win=hanning(N); h=win'.*hd; figure; stem(n,h); xlabel('n'); ylabel('h(n)'); grid; title('FIR 高通滤波单位脉冲响应h(n)'); [H,w]=freqz(h,1); H=20*log10(abs(H)); figure;3 plot(w/pi,H); axis([0 1 -100 10]); xlabel('\omega/\pi'); ylabel('幅度/dB'); grid; title('FIR 高通滤波器,hanning 窗,N=31');

数字信号处理实验作业

实验5 抽样定理 一、实验目的: 1、了解用MA TLAB 语言进行时域、频域抽样及信号重建的方法。 2、进一步加深对时域、频域抽样定理的基本原理的理解。 3、观察信号抽样与恢复的图形,掌握采样频率的确定方法和插公式的编程方法。 二、实验原理: 1、时域抽样与信号的重建 (1)对连续信号进行采样 例5-1 已知一个连续时间信号sin sin(),1Hz 3 ππ=0001f(t)=(2f t)+6f t f ,取最高有限带宽频率f m =5f 0,分别显示原连续时间信号波形和F s >2f m 、F s =2f m 、F s <2f m 三情况下抽样信号的波形。 程序清单如下: %分别取Fs=fm ,Fs=2fm ,Fs=3fm 来研究问题 dt=0.1; f0=1; T0=1/f0; m=5*f0; Tm=1/fm; t=-2:dt:2; f=sin(2*pi*f0*t)+1/3*sin(6*pi*f0*t); subplot(4,1,1); plot(t,f); axis([min(t),max(t),1.1*min(f),1.1*max(f)]); title('原连续信号和抽样信号'); for i=1:3; fs=i*fm;Ts=1/fs; n=-2:Ts:2; f=sin(2*pi*f0*n)+1/3*sin(6*pi*f0*n); subplot(4,1,i+1);stem(n,f,'filled'); axis([min(n),max(n),1.1*min(f),1.1*max(f)]); end 程序运行结果如图5-1所示:

原连续信号和抽样信号 图5-1 (2)连续信号和抽样信号的频谱 由理论分析可知,信号的频谱图可以很直观地反映出抽样信号能否恢复原模拟信号。因此,我们对上述三种情况下的时域信号求幅度谱,来进一步分析和验证时域抽样定理。 例5-2编程求解例5-1中连续信号及其三种抽样频率(F s>2f m、F s=2f m、F s<2f m)下的抽样信号的幅度谱。 程序清单如下: dt=0.1;f0=1;T0=1/f0;fm=5*f0;Tm=1/fm; t=-2:dt:2;N=length(t); f=sin(2*pi*f0*t)+1/3*sin(6*pi*f0*t); wm=2*pi*fm;k=0:N-1;w1=k*wm/N; F1=f*exp(-j*t'*w1)*dt;subplot(4,1,1);plot(w1/(2*pi),abs(F1)); axis([0,max(4*fm),1.1*min(abs(F1)),1.1*max(abs(F1))]); for i=1:3; if i<=2 c=0;else c=1;end fs=(i+c)*fm;Ts=1/fs; n=-2:Ts:2;N=length(n); f=sin(2*pi*f0*n)+1/3*sin(6*pi*f0*n); wm=2*pi*fs;k=0:N-1; w=k*wm/N;F=f*exp(-j*n'*w)*Ts; subplot(4,1,i+1);plot(w/(2*pi),abs(F)); axis([0,max(4*fm),1.1*min(abs(F)),1.1*max(abs(F))]); end 程序运行结果如图5-2所示。 由图可见,当满足F s≥2f m条件时,抽样信号的频谱没有混叠现象;当不满足F s≥2f m 条件时,抽样信号的频谱发生了混叠,即图5-2的第二行F s<2f m的频谱图,,在f m=5f0的围,频谱出现了镜像对称的部分。

实验1 常见离散信号产生和基本运算

实验项目一 常见离散信号产生和基本运算 1.实验目的 (1)掌握MATLAB 最基本的矩阵运算语句; (2)掌握对常用离散信号的理解与运算实现。 2.实验内容 (1)熟悉MATLAB 的使用环境和方法; (2)练习使用基本的向量生成、矩阵运算、绘图等语句; 利用冒号(:)生成向量: X1=[1 2 3 4 5] X2=[1.000 1.500 2.000 2.500] X3=[5 4 3 2 1] 分别生成3*3,3*4的全0矩阵,全1矩阵和随机矩阵; 分别输入矩阵: 123 456789A = 1.0 1.1 1.22.0 2.1 2.23.0 3.1 3.2 B = 分别计算A+B ,A-B ,A+3,A-4,A*B ,A.*B ,C=inv (A ),A/B,A./B ; 分别计算sin(x1),cos(x1),exp(x1),log(x2),sqrt(x2)。 (3)生成以上五种基本离散信号函数; (4)绘出信号zn e n x =)(,当6)12/1(π j z +-=、6)12/1(π j z +=时、 121=z 、62π j z +=、6π j z =时的信号实部和虚部图; (5)绘出信号)1.0*2sin(5.1)(n n x π=的频率是多少?周期是多少?产生一个数字频率为0.9的正弦序列,并显示该信号,说明其周期并绘图。 3.实验技能要求 掌握并能灵活运用MATLAB 语句对离散时间信号进行基本建立和运算。 4.实验操作要求 在实验操作过程中要注意对基本实验仪器的保护。

5.实验场所 魂芯DSP应用实验室 6.实验课后训练 实验课后训练以实验报告为表现形式,在实验报告中要对实验过程中出现的问题进行分析和思考,对所测得的数据进行数据处理,并根据结果进行总结。

实验一 基于Matlab的数字信号处理基本

实验一 基于Matlab 的数字信号处理基本操作 一、 实验目的:学会运用MA TLAB 表示的常用离散时间信号;学会运用MA TLAB 实现离 散时间信号的基本运算。 二、 实验仪器:电脑一台,MATLAB6.5或更高级版本软件一套。 三、 实验内容: (一) 离散时间信号在MATLAB 中的表示 离散时间信号是指在离散时刻才有定义的信号,简称离散信号,或者序列。离散序列通常用)(n x 来表示,自变量必须是整数。 离散时间信号的波形绘制在MATLAB 中一般用stem 函数。stem 函数的基本用法和plot 函数一样,它绘制的波形图的每个样本点上有一个小圆圈,默认是空心的。如果要实心,需使用参数“fill ”、“filled ”,或者参数“.”。由于MATLAB 中矩阵元素的个数有限,所以MA TLAB 只能表示一定时间范围内有限长度的序列;而对于无限序列,也只能在一定时间范围内表示出来。类似于连续时间信号,离散时间信号也有一些典型的离散时间信号。 1. 单位取样序列 单位取样序列)(n δ,也称为单位冲激序列,定义为 ) 0() 0(0 1)(≠=?? ?=n n n δ 要注意,单位冲激序列不是单位冲激函数的简单离散抽样,它在n =0处是取确定的值1。在MATLAB 中,冲激序列可以通过编写以下的impDT .m 文件来实现,即 function y=impDT(n) y=(n==0); %当参数为0时冲激为1,否则为0 调用该函数时n 必须为整数或整数向量。 【实例1-1】 利用MATLAB 的impDT 函数绘出单位冲激序列的波形图。 解:MATLAB 源程序为 >>n=-3:3; >>x=impDT(n); >>stem(n,x,'fill'),xlabel('n'),grid on >>title('单位冲激序列') >>axis([-3 3 -0.1 1.1]) 程序运行结果如图1-1所示。 图1-1 单位冲激序列

数字信处理上机实验答案全

数字信处理上机实验答 案全 Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】

第十章 上机实验 数字信号处理是一门理论和实际密切结合的课程,为深入掌握课程内容,最好在学习理论的同时,做习题和上机实验。上机实验不仅可以帮助读者深入的理解和消化基本理论,而且能锻炼初学者的独立解决问题的能力。本章在第二版的基础上编写了六个实验,前五个实验属基础理论实验,第六个属应用综合实验。 实验一系统响应及系统稳定性。 实验二时域采样与频域采样。 实验三用FFT对信号作频谱分析。 实验四 IIR数字滤波器设计及软件实现。 实验五 FIR数字滤波器设计与软件实现 实验六应用实验——数字信号处理在双音多频拨号系统中的应用 任课教师根据教学进度,安排学生上机进行实验。建议自学的读者在学习完第一章后作实验一;在学习完第三、四章后作实验二和实验三;实验四IIR数字滤波器设计及软件实现在。学习完第六章进行;实验五在学习完第七章后进行。实验六综合实验在学习完第七章或者再后些进行;实验六为综合实验,在学习完本课程后再进行。 实验一: 系统响应及系统稳定性 1.实验目的 (1)掌握求系统响应的方法。 (2)掌握时域离散系统的时域特性。 (3)分析、观察及检验系统的稳定性。 2.实验原理与方法 在时域中,描写系统特性的方法是差分方程和单位脉冲响应,在频域可以用系统函数描述系统特性。已知输入信号可以由差分方程、单位脉冲响应或系统函数求出系统对于该输入信号的响应,本实验仅在时域求解。在计算机上适合用递推法求差分方程的解,最简单的方法是采用MATLAB语言的工具箱函数filter函数。也可以用MATLAB语言的工具箱函数conv函数计算输入信号和系统的单位脉冲响应的线性卷积,求出系统的响应。 系统的时域特性指的是系统的线性时不变性质、因果性和稳定性。重点分析实验系统的稳定性,包括观察系统的暂态响应和稳定响应。 系统的稳定性是指对任意有界的输入信号,系统都能得到有界的系统响应。或者系统的单位脉冲响应满足绝对可和的条件。系统的稳定性由其差分方程的系数决定。 实际中检查系统是否稳定,不可能检查系统对所有有界的输入信号,输出是否都是有界输出,或者检查系统的单位脉冲响应满足绝对可和的条件。可行的方法是在系统的输入端加入单位阶跃序列,如果系统的输出趋近一个常数(包括零),就可以断定系统是稳定的[19]。系统的稳态输出是指当∞ n时,系统的输出。如果系统稳定,信号加入 → 系统后,系统输出的开始一段称为暂态效应,随n的加大,幅度趋于稳定,达到稳态输出。 注意在以下实验中均假设系统的初始状态为零。 3.实验内容及步骤

数字信号处理第二章上机作业

第二章上机作业 1、ljdt(A,B)函数定义 function ljdt(A,B) p=roots(A); q=roots(B); p=p'; q=q'; x=max(abs([p q 1])); x=x+0.1; y=x; clf hold on axis([-x x -y y]) w=0:pi/300:2*pi; t=exp(i*w); plot(t) axis('square') plot([-x x],[0 0]) plot([0 0],[-y y]) text(0.1,x,'jIm[z]') text(y,1/10,'Re[z]') plot(real(p),imag(p),'x') plot(ral(q),imag(q),'o') title('pole-zero diagram for discrete system') hold off 例2.26 a=[3 -1 0 0 0 1]; b=[1 1]; ljdt(a,b) p=roots(a) q=roots(b) pa=abs(p) 程序运行结果如下: P= 0.7255+0.4633i 0.7255+0.4633i -0.1861+0.7541i -0.1861-0.7541i -0.7455 q=

-1 pa= 0.8608 0.8608 0.7768 0.7768 0.7455 例2.27 b=[0 1 2 1];a=[1 -0.5 -0.005 0.3]; subplot 311 zplane(b,a);xlabel('实部');ylabel('虚部'); num=[0 1 2 1];den=[1 -0.5 -0.005 0.3]; h=impz(num,den); subplot 312

用MATLAB实现常用的离散时间信号及其时域运算

用M A T L A B实现常用的离散时间信号及其时域 运算 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】

实验四用M A T L A B实现常用的离散时间信号及其时域运算 —— 摘要:在MATLAB中,只能用向量来表示离散时间信号。与连续信号不同,离散时间信号无法用符号运算来表示。用适当的MATLAB语句表示出信号后,就可以利用MATLAB的绘图命令stem来绘出直观的信号波形图,stem是专门用于绘制离散时间信号的。在MATLAB中离散序列的时域运算和变换不能用符号运算来实现,而必须用向量表示的方法,即在MATLAB中离散序列的相加、相乘需表示成两个向量的相加、相乘,因而参加运算的两序列向量必须有相同的维数。 一、实验目的:(1)学习MATLAB语言及其常用指令; (2)学习和掌握用MATLAB语言产生离散时间信号的编程方法; (3)通过编程绘制出离散时间信号的波形,加深理解信号的时域运算。二、实验内容:(1)运用MATLAB的绘图指令绘制离散时间信号; (2)用MATLAB语言实现离散时间信号的时域运算。 三、实验原理:(1)单位阶跃序列和单位样值序列。 离散时间信号只在某些离散的瞬时给出信号的值,因此,它是时间上不连续的序列。单位阶跃序列和单位样值序列在离散时间信号与系统的分析中是两个非常典型的序列,分别记为u(n)和δ(n)。它们的定义分别如下: 1 n≥0 1 n≥0 u(n)= δ(n)= 0 n<0 0 n≠0 若单位阶跃序列的起始点为n0,单位样值序列出现在n0时刻,则表达式分别为:

数字信号处理基础实验报告_

本科生实验报告 实验课程数字信号处理基础 学院名称地球物理学院 专业名称地球物理学 学生姓名 学生学号 指导教师王山山 实验地点5417 实验成绩 二〇一四年十一月二〇一四年十二月

填写说明 1、适用于本科生所有的实验报告(印制实验报告册除外); 2、专业填写为专业全称,有专业方向的用小括号标明; 3、格式要求: ①用A4纸双面打印(封面双面打印)或在A4大小纸上用蓝黑色水笔书写。 ②打印排版:正文用宋体小四号,1.5倍行距,页边距采取默认形式(上下2.54cm, 左右2.54cm,页眉1.5cm,页脚1.75cm)。字符间距为默认值(缩放100%,间距:标准);页码用小五号字底端居中。 ③具体要求: 题目(二号黑体居中); 摘要(“摘要”二字用小二号黑体居中,隔行书写摘要的文字部分,小4号宋体); 关键词(隔行顶格书写“关键词”三字,提炼3-5个关键词,用分号隔开,小4号黑体); 正文部分采用三级标题; 第1章××(小二号黑体居中,段前0.5行) 1.1 ×××××小三号黑体×××××(段前、段后0.5行) 1.1.1小四号黑体(段前、段后0.5行) 参考文献(黑体小二号居中,段前0.5行),参考文献用五号宋体,参照《参考文献著录规则(GB/T 7714-2005)》。

实验一生成离散信号并计算其振幅谱 并将信号进行奇偶分解 一、实验原理 单位脉冲响应h(t)=exp(-a*t*t)*sin(2*3.14*f*t)进行离散抽样,分别得到t=0.002s,0.009s,0.011s采样的结果。用Excel软件绘图显示计算结果。并将信号进行奇偶分解,分别得到奇对称信号h(n)-h(-n)与偶对称信号h(n)+h(-n)。用Excel 软件绘图显示计算结果。 二、实验程序代码 (1)离散抽样 double a,t; a=2*f*f*log(m); int i; for(i=0;i

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