数字信号处理实验报告

《数字信号处理》

实

验

报

告

实验一：Z 变换及离散时间系统分析

给定系统

)8.0/(2.0)(2

+-=z z H ，编程并绘出系统的单位阶跃响应y(n),频率响应

)e (jw H 。给出实验报告。

实验代码

clear;

x=ones(100); t=1:100;

b=[0 0 -0.2 ]; a=[1 0 0.8]; y=filter(b,a,x); (t,x,'r.',t,y,'k-'); grid on ;

ylabel('x(n) and y(n)') xlabel('n')

单位阶跃响应

单位抽样：

b=[0 0 -0.2 ]; a=[1 0 0.8];

[h,t]=impz(b,a,70);

stem(t,h, '.')

幅頻，相频

b=[0 0 -0.2 ];

a=[1 0 0.8];

[H,w]=freqz(b,a,256,1);

Hr=abs(H);

Hphase=angle(H);

Hphase=unwrap(Hphase); subplot(211)

plot(w,Hr);grid on;

ylabel(' 幅频.')

subplot(212)

plot(w,Hphase);grid on; ylabel(' 相频')

零极点图:

b=[0 0 -0.2 ];

a=[1 0 0.8];

subplot(221);

zplane(b,a);

实验二：快速傅里叶变换

设x(n)由三个实正弦组成，频率分别是8Hz,9Hz,10Hz,抽样频率为60 Hz,时域取256点，作FFT变换，观察波形，给出实验报告。

实验代码：

clear all;

N=256;

f1=8;f2=9;f3=10;fs=60;

w=2*pi/fs;

x=sin(w*f1*(0:N-1))+sin(w*f2*(0:N-1))+sin(w*f3*(0:N-1)); subplot(3,1,1);

plot(x(1:N/4));

f=-0.5:1/N:0.5-1/N;

X=fft(x);

=ifft(X);

(3,1,2);

plot(f,fftshift(abs(X)));

subplot(3,1,3);

plot(real(y(1:N/4)));

实验三：无限冲击响应数字滤波器设计

设计一个数字带通滤波器，参数自定。给出实验报告。

实验代码：

clear all;

fp=[150 250];fs=[100 300]; %通带阻带这里有问题不能重叠ap=5;as=30; %衰减设置最大最低

fsa=2000; %采样频率

wp=fp/fsa*2; %对2分之采样频率归一化的通带角频率

ws=fs/fsa*2; %对2分之采样频率归一化的阻带角频率

[N,wn]=buttord(wp,ws,ap,as) %直接获取数字滤波器阶数和截止角频率

[b,a]=butter(N,wn) freqz(b,a); grid on; 运行结果： N = 6 wn =

0.1494 0.2509 b =

1.0e-03 *

0.0093 0 -0.0558 0 0.1396 0 -0.1861 0 0.1396 0 -0.0558 0 0.0093 a =

1.0000 -8.8209 37.2585 -99.1776 184.7966 -253.5041 26

2.2932 -206.1829 122.2437 -5

3.3597 16.3049 -3.1403 0.2898

实验四：有限冲击响应数字滤波器设计

设计一FIR 低通滤波器，所希望的频率响应

)

(jw d e H 在0≤ω≤0.3pi

之间，在0.3pi ≤ω≤pi 之间为0，分别取N=10，20，40，自行选择窗函数，观察其幅频响应的特性。给出实验报告。

实验代码：

N=10; %单位抽样响应不同的点有不同的图像

b1=fir1(N,0.3,boxcar(N+1)); %用矩形窗作为冲激响应的窗函数

b2=fir1(N,0.3,hamming(N+1));%用Hamming窗作为冲激响应的窗函数

M=128;

h1=freqz(b1,1,M);

h2=freqz(b2,1,M);% 分别求两个滤波器的频率响应；

t=0:10;

subplot(221)

stem(t,b2,'.');hold on;% 绘制火柴梗图；

plot(t,zeros(1,11));grid;%绘制1*11的零数组网格图；

f=0:0.5/M:0.5-0.5/M;

subplot(222)

plot(f,abs(h1),'b-',f,abs(h2),'g-');grid

总结

通过本次实验，对课堂上所学内容加深了了解，并且对内容掌握很大帮助，学会了对简单的Z变换及离散时间系统分析和快速傅里叶变换计算的方法，无限冲击响应数字滤波器的设计和有限冲击响应数字滤波器设计。实验给我最深的体会是不再拘泥于课本，课本上的东西学着学着就蒙了，实验能对课本上的东西进行加深理巩固，在自行设计方面能让自己对所学知识进行整合