重庆大学机械工程学院研究生工程信号处理实验报告
重庆大学机械工程学院研究生工程信号处理实验报告材料
重庆大学学生实验报告实验课程名称工程信号处理开课实验室综合实验大楼329学院机械年级2014专业班机电1班学生姓名汶睿学号t开课时间2014 至2015 学年第一学期机械工程学院制《工程信号处理》实验报告2）选择仪器上示波功能进行信号采集并同步显示3）选择仪器的数据采集功能进行手动触发、外触发等信号采集五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)1）数据采集示意图图1 较低采样频率采获的正弦波形图2 较高采样频率采获的正弦波形图3 外触发方式采集脉冲信号示意图六、实验结果及分析1．对瞬变信号采用什么采样触发方式采集比较合适？对瞬变信号采用预触发方式最合适，因为预触发方式在信号到来之前就进行采样，可以采集到信号的完整信息，而其他几种方式都不具备这个能力。
2．做数据记录时，记录所花的时间与哪些参数有关？记录所花的时间与采样频率和采集点数有关；根据f s=1/Δt,T=N*Δt，可得T=N/f s。
即采集时间与采集点数成正比，与采样频率成反比。
实验二时域,幅值域及时差域幅分析一、实验目的1 掌握信号的时域波形分析，数据统计特征值的计算方法2 掌握信号的概率密度函数及其应用3 理解信号的相关函数的性质及其应用二、实验原理1）信号统计量计算方法1、均值[]⎰∞→==TT x dt t x T t x E 0)(1lim )(μ2、均方值[]⎰∞→==T T x dt t x T t x E 0222)(1lim)(ψ3、方差[][][]⎰-=-=∞→T xT x dt t x T t x E t x E 0222)(1lim ))()((μσ 2）概率密度函数信号的概率密度函数是表示信号幅值落在指定区间的概率。
定义为[]xx x t x x P x p x ∆∆+≤<=→∆)(lim)(0。
3）相关函数分析实能量信号相关函数定义如下： 自相关函数 ⎰⎰∞∞-∞∞-+=-=dt t x t x dt t x t x R x )()()()()(τττ互相关函数 ⎰⎰∞∞-∞∞-+=-=dt t y t x dt t y t x R xy )()()()()(τττ三、实验步骤1）分析典型周期信号的相关性和概率密度函数 2）分析随机信号的相关性和概率密度函数 3）分析两个信号的互相关性质四、实验过程记录1）典型周期信号分析图1 周期正弦信号及其频谱幅值 图2 周期矩形信号及其频谱幅值图3 周期正弦信号概率密度函数 图4 周期矩形信号概率密度函数图5 正弦信号自相关函数图6 矩形信号自相关函数2）随机信号分析图7 随机信号幅值谱图8 随机信号概率密度函数图9 随机函数自相关函数3）两个信号的互相关分析图10 两个同频率正弦信号互相关函数图11 两个不同频率正弦信号互相关函数图12 两个随机信号互相关函数五、实验结果及分析1、均值、均方值、方差三者之间有何关系？均值、均方值、方差三者之间具有如下关系：222x x x μσψ+=，2x σ描述了信号的波动量，对应电信号流成分的功率；2x μ描述了信号的静态量，对应电信号中直流成分的功率。
信号处理实验报告
信号处理实验报告实验目的：通过实验了解信号处理的基本原理和方法，并掌握使用MATLAB进行信号处理的基本操作。
实验原理：信号处理是指对模拟信号或数字信号进行分析、处理、提取有用信息的过程。
信号处理包括信号的采集、滤波、降噪、特征提取等核心内容。
MATLAB 是一种功能强大的数学软件，也是信号处理的常用工具。
通过使用MATLAB，可以对信号进行快速、准确的处理和分析。
实验过程：1. 使用MATLAB生成一个正弦信号，频率为100Hz，幅值为1，时长为1s。
matlabt = 0:0.001:1;f = 100;x = sin(2*pi*f*t);2. 绘制该信号的时域图像。
matlabfigure;plot(t, x);xlabel('时间（s）');ylabel('幅值');title('正弦信号的时域图像');3. 使用MATLAB进行频谱分析。
matlabN = length(x);f = (0:N-1)*(1/N);X = fft(x);P = abs(X).^2/N;figure;plot(f,P);xlabel('频率（Hz）');ylabel('功率谱密度');title('信号的频谱图像');4. 对信号进行滤波，去除高频成分。
matlabfs = 1000;Wp = 200/(fs/2);Ws = 300/(fs/2);Rp = 3;Rs = 60;[n,Ws] = cheb2ord(Wp,Ws,Rp,Rs); [b,a] = cheby2(n,Rs,Ws);y = filter(b,a,x);figure;plot(t,y);xlabel('时间（s）');ylabel('幅值');title('去除高频成分后的信号');5. 对滤波后的信号进行降噪处理。
信号分析处理实验报告
实验 简支梁固有频率测试及测试信号的matlab 谱分析一、 实验目的： 1、 掌握固有频率测试的工程意义及测试方法。
2、 掌握用共振法测量振动系统的固有频率的方法及步骤。
3、 加深了解常用简单振动测试仪器的使用方法。
4、 掌握对基本振动信号的采集和使用matlab 对信号的谱分析方法。
二、实验设备和工具1.机械振动综合实验装置（安装简支梁） 1套2.激振器及功率放大器 1套3.加速度传感器 1支4.电涡流位移传感器 1支5.数据采集仪 1台6.信号分析软件 1套（东方噪声所DASP ）7.力锤 1个三、实验内容1．用共振法测量简支梁固有频率共振法测量振动系统的固有频率是比较常用的方法之一。
共振是指当激振频率达到某一特定值时，振动量的振动幅值达到极大值的现象。
由弹性体振动理论可知，计算简支梁固有频率理论解为：APEJ L f 20115.49 式中，L 为简支梁长度（cm ）；E 为材料弹性系数（kg/cm 2）;A 为梁横截面积（cm 2）；P 为材料比重（kg/cm 3）；J 为梁截面弯曲惯性矩（cm 4）。
经计算实验中所用简支梁的一阶固有频率约为20Hz 。
用共振法测量简支梁固有频率的仪器连接如图1所示电荷放大器数据采集仪信号发生器功率放大器激振器电涡流加速度计简支梁前置器图1 简支梁固有频率测试框图2．用matlab 对测试信号进行谱分析测试过程中激振器分别采用10Hz 、50Hz 对简支梁进行激振，并用力锤单点触发敲击简支梁，使其信号的频率成分更加丰富。
分别存储不同实验条件下的采集数据，保存为c:\10Hz 无触发.txt 、c:\10Hz 触发.txt 、c:\50Hz 无触发.txt 、c:\50Hz 触发.txt 、4个文档，以便于matlab 后续进行谱分析。
实验数据见附表。
以下分4种情况对实验数据进行分析： （1）10Hz 激振，无力锤敲击此时由东方噪声所DASP 分析软件处理的时域、频域波形如下，由软件读取ch1,ch2的主要频率成分分别为10.0077Hz,10.0064 Hz 。
实习报告范本(信号处理)
实习报告范本(信号处理)实习报告实习名称：信号处理综合设计指导教师：赵伟李明王铁滨管雪梅专业班级：电子信息工程 09 级 x 班学生：XXX 东北林业大学机电工程学院本页内容除了学生姓名、班级要修改外，其他不用改动，（字体不要修改）打印！实习项目音视频信号的产生、处理与处理器的控制实习时间 2011 年 12 月 12 日至 16 日实习地点信息楼 314 实验室一、实习目的：二、实习环境：EDA2000 实验箱带串口并口的个人电脑Keil 集成开发环境 Quartus II 集成开发环境 EDA2000 软件 PS2 键盘鼠标和 VGA 显示器，测试用参照实习大纲，用自己语言表述亦可以，手写此处可以用打印（不用手写），如果用到了其他软件，如字模软件等，也可以手写添加上去题头这些内容，直接用打印的，不用手写，时间为2011 年 12 月 12 日至 16日，不要修改！三、实习内容：实习内容分为四项。
具体参见实习指导书。
其中，每一项的实习内容、实习过程以及做出的结果（达到1/ 2了什么效果）写 1 满篇，也可以写一些自己扩展做的内容，但不能偏离主题。
第一篇写单片机外设驱动的相关实现，含驱动方法和原理，如果篇幅不够，可挑重点内容写！第二篇写PS2 键盘的协议以及接收程序，将 PS2 键盘数据送给单片机在 LCD 上显示的过程，含代码分析或者流程框图第三篇写 PS2鼠标在VGA上绘图的实现代码分析，分析 VGA 工作协议和 PS2 鼠标部分的代码，给出流程框图第四篇写音频的产生机理，以及单片机如何给 FPGA 传送音乐数据，音乐的音长和节奏控制原理等，可以给出具体音乐的代码分析或者流程图四、实习总结：以上几项，除了实验环境可以使用打印的以外（当然也可以手写），其余都必须是手写，要求双面打印，封面页要求单独打印！这里给出本次实习对你个人的影响，包括正面和负面的影响，和实习中最大的收获。
要由感而发，不能为了凑字数而乱说一气，南辕北辙之类指导教师评语签名：年月日实习单位意见签名：年月日学院意见签名：年月日。
信号处理实验报告
一、实验目的本次实验旨在通过MATLAB软件平台，对数字信号处理的基本概念、原理和方法进行学习和实践。
通过实验，加深对以下内容的理解：1. 离散时间信号的基本概念和性质；2. 离散时间系统及其特性；3. 离散傅里叶变换（DFT）及其性质；4. 离散傅里叶逆变换（IDFT）及其应用；5. 窗函数及其在信号处理中的应用。
二、实验内容1. 离散时间信号的产生与性质（1）实验步骤：1.1 利用MATLAB生成以下离散时间信号：- 单位脉冲序列：δ[n]；- 单位阶跃序列：u[n]；- 矩形序列：R[n]；- 实指数序列：a^n；- 复指数序列：e^(jωn)。
1.2 分析并比较这些信号的性质，如自相关函数、功率谱密度等。
（2）实验结果：实验结果显示，不同类型的离散时间信号具有不同的性质。
例如，单位脉冲序列的自相关函数为δ[n]，功率谱密度为无穷大；单位阶跃序列的自相关函数为R[n]，功率谱密度为有限值；矩形序列的自相关函数为R[n]，功率谱密度为无穷大；实指数序列和复指数序列的自相关函数和功率谱密度均为有限值。
2. 离散时间系统及其特性（1）实验步骤：2.1 利用MATLAB构建以下离散时间系统：- 线性时不变系统：y[n] = x[n] a^n；- 非线性时不变系统：y[n] = x[n]^2；- 线性时变系统：y[n] = x[n] (1 + n)。
2.2 分析并比较这些系统的特性，如稳定性、因果性、线性时不变性等。
（2）实验结果：实验结果显示，不同类型的离散时间系统具有不同的特性。
例如，线性时不变系统的输出与输入之间存在线性关系，且满足时不变性；非线性时不变系统的输出与输入之间存在非线性关系，但满足时不变性；线性时变系统的输出与输入之间存在线性关系，但满足时变性。
3. 离散傅里叶变换（DFT）及其性质（1）实验步骤：3.1 利用MATLAB对以下离散时间信号进行DFT变换：- 单位脉冲序列：δ[n]；- 单位阶跃序列：u[n]；- 矩形序列：R[n]。
信号处理实验与设计总结报告
信号处理实验与设计音频信号源设计单片机软件程序设计目录1音频信号源 (1)1.1项目综述 (1)1.2电路仿真模块 (1)1.2.1文氏电桥振荡电路 (1)1.2.2滤波器的设计 (2)1.2.3电压抬升电路 (3)1.3电路仿真结果 (3)2单片机软件程序设计 (6)2.1项目综述 (6)2.2各软件模块 (6)2.2.1程序流程图 (6)2.2.2FFT的算法实现 (7)2.3调试结果 (8)2.3.1调试软件及平台 (8)2.3.2调试波形 (8)3参考文献 (9)4附录 (10)1音频信号源1.1项目综述信号发生器也称信号源，是用来产生振荡信号的一种仪器，为使用者提供需要的稳定、可信的参考信号，并且信号的特征参数完全可控。
所谓可控信号特征，主要是指输出信号的频率、幅度、波形、占空比、调制形式等参数都可以人为地控制设定。
音频信号发生器是测量声音信号及处理设备性能指标必不可少的仪器。
目前常用的音频信号发生器普遍由单片机及外围电路组成，频率稳定。
在本次实验中，我们在硬件电路设计中选用了文氏电桥振荡电路、放大电路、抬升电路、1阶低通滤波器。
图1-1 系统基本方案框图1.2电路仿真模块1.2.1文氏电桥振荡电路文氏电桥，又称文氏电桥振荡电路，是利用RC串并联实现的振荡电路。
文氏桥振荡电路由两部分组成：即选频网络和放大电路，如图1-2所示。
由集成运放组成的电压串联负反馈放大电路，取其输入电阻高、输出电阻低的特点。
图1-2 文氏电桥振荡电路文氏桥式振荡器用于产生频率范围为10Hz～1MHz的振荡信号。
它由一个文氏桥正弦振荡电路构成，如图1-2所示。
U1A和R2、Q1、R3等构成比例放大器，改变R2阻值可以改变输出信号幅度，改善失真情况，C1、C2、R6、R7等构成RC选频网络，其工作频率f0=12πRC ，|F|=13。
D1和C6构成峰值整流电路。
设U1A的“1”脚输出震荡信号电压为u0，忽略二极管导通压降，则C6两端获得的直流电压U c6=−|u0|,该电压加到N沟道结型场效应管Q1的栅极，改变栅源电压U GS，以控制其沟道电阻R DS，进而改变了运放的放大倍数，以达到稳定输出幅度的目的。
信号处理实验报告总结
信号处理实验报告总结引言信号处理是一门研究如何对信号进行处理和分析的学科，它在许多领域中都有着广泛的应用，如通信、图像处理、音频处理等。
本实验旨在通过实际操作与理论结合的方式，帮助学生深入理解信号处理的原理和方法。
理论背景信号处理的理论基础包括信号与系统、傅里叶分析、滤波器设计等方面的知识。
在本次实验中，我们主要了解了离散傅里叶变换（DFT）和数字滤波器的原理和应用，以及常见的信号处理算法。
实验过程与结果本次实验分为两个部分：DFT算法实现和数字滤波器设计。
DFT算法实现我们首先实现了离散傅里叶变换的算法，并通过MATLAB软件进行了验证。
实验中，我们使用了一个正弦信号，并通过DFT算法将其转换为频域表示。
实验结果显示，离散傅里叶变换能够准确地将时域信号转换为频域信号，且图像频谱与理论结果一致。
数字滤波器设计在第二个实验中，我们学习了数字滤波器的设计方法和常见的滤波器类型。
我们采用了巴特沃斯滤波器设计方法，并使用MATLAB软件进行了参数设计。
实验结果表明，数字滤波器能够有效地滤除输入信号中不需要的频率成分，并保留我们感兴趣的信号。
实验总结通过本次实验，我们对信号处理的理论知识有了更深入的了解，并通过实际操作加深了对信号处理方法的理解和应用能力。
通过实验，我们对离散傅里叶变换和数字滤波器的原理和应用有了更深入的了解。
然而，在实验过程中也遇到了一些困难。
例如，在DFT算法实现中，我们需要对算法进行优化以提高运行效率。
在数字滤波器设计中，我们还需要更深入地学习滤波器设计的原理和方法，以便更好地应用在实际工程中。
总的来说，本次实验使我们更加深入地了解了信号处理的原理和方法，并对信号处理的应用有了更为清晰的认识。
在今后的学习和工作中，我们将进一步巩固这方面的知识，并不断探索更多的信号处理方法和算法。
参考文献[1] Oppenheim, A. V., & Schaffer, J. R. (1998). Discrete-time signal processing. Prentice Hall.[2] Proakis, J. G., & Manolakis, D. G. (1996). Digital signal processing: principles, algorithms, and applications. Prentice Hall.附录本次实验的MATLAB代码如下：matlab% DFT算法实现N = length(x);for k = 0:N-1X(k+1) = 0;for n = 0:N-1X(k+1) = X(k+1) + x(n+1)*exp(-1i*2*pi*k*n/N);endend% 数字滤波器设计fs = 100; % 采样频率fpass = 10; % 通带频率fstop = 20; % 阻带频率Rp = 1; % 通带最大衰减Rs = 60; % 阻带最小衰减wp = 2*pi*fpass/fs;ws = 2*pi*fstop/fs;[N, wn] = buttord(wp, ws, Rp, Rs);[b, a] = butter(N, wn);y = filter(b, a, x);以上是本次信号处理实验的总结，通过实验我们深入理解了信号处理的原理和方法，也发现了一些问题，期望在今后的学习和工作中能够进一步探索和应用信号处理技术。
工程信号处理实验报告
工程信号处理实验报告一、引言工程信号处理是一门应用广泛的学科，它涉及到从各种传感器和设备中获取信号，并对这些信号进行处理和分析的技术。
在实际工程应用中，信号处理的重要性不言而喻。
本实验旨在通过实际操作，探索和了解工程信号处理的基本原理和方法。
二、实验设备与方法本次实验使用了信号发生器、示波器和计算机等设备。
首先，我们使用信号发生器产生了一个正弦信号，并将其输入示波器进行观测。
然后，我们将示波器输出的信号通过数据线连接到计算机上，使用MATLAB软件进行信号处理和分析。
三、信号的采集与观测在实验开始时，我们调整了信号发生器的频率和幅度，产生了一个频率为1kHz、幅度为2V的正弦信号。
将示波器的输入通道与信号发生器相连后，我们可以清晰地观察到信号的波形和频谱特征。
四、信号的处理与分析接下来，我们将示波器输出的信号通过数据线连接到计算机上，打开MATLAB软件进行进一步的信号处理和分析。
首先，我们使用MATLAB中的fft函数对信号进行傅里叶变换，得到信号的频谱图。
通过观察频谱图，我们可以清晰地看到信号的频率成分和能量分布情况。
然后，我们对信号进行滤波处理。
通过设计滤波器，我们可以选择性地去除信号中的某些频率成分，或者增强信号中的某些频率成分。
在本实验中，我们选择了一个低通滤波器，将信号中高于500Hz的频率成分滤除。
通过对滤波后的信号进行观察和比较，我们可以发现信号的高频成分被有效地去除了。
此外，我们还对信号进行了时域分析。
通过对信号进行采样和重构，我们可以得到信号的离散时间序列。
然后，我们使用MATLAB中的相关函数计算信号的自相关函数和互相关函数。
通过观察相关函数的图像，我们可以了解信号的自相关性和互相关性。
五、实验结果与讨论通过实验，我们成功地进行了信号的采集、观测和处理。
通过观察信号的频谱图，我们可以清楚地了解信号的频率成分和能量分布情况。
通过滤波处理，我们可以选择性地去除或增强信号中的某些频率成分。
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重庆大学
学生实验报告
实验课程名称工程信号处理
开课实验室综合实验大楼329
学院机械年级2014专业班机电1班学生姓名汶睿学号***********t 开课时间2014 至2015 学年第一学期
机械工程学院制
《工程信号处理》实验报告
2）选择仪器上示波功能进行信号采集并同步显示
3）选择仪器的数据采集功能进行手动触发、外触发等信号采集
五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)
1）数据采集示意图
图1 较低采样频率采获的正弦波形图2 较高采样频率采获的正弦波形
图3 外触发方式采集脉冲信号示意图
六、实验结果及分析
1．对瞬变信号采用什么采样触发方式采集比较合适？
对瞬变信号采用预触发方式最合适，因为预触发方式在信号到来之前就进行采样，可以采集到信号的完整信息，而其他几种方式都不具备这个能力。
2．做数据记录时，记录所花的时间与哪些参数有关？
记录所花的时间与采样频率和采集点数有关；根据f s=1/Δt,T=N*Δt，可得T=N/f s。
即采集时间与采集点数成正比，与采样频率成反比。
实验二时域,幅值域及时差域幅分析
一、实验目的
1 掌握信号的时域波形分析，数据统计特征值的计算方法
2 掌握信号的概率密度函数及其应用
3 理解信号的相关函数的性质及其应用。