数字信号处理基础实验报告 (2)

成都理工大学
《信号处理基础》实验
开设时间：2013—2014学年第2学期
题目1：信号的产生和显示
一、实验目的：
认识基本信号
通过使用MATLAB 设计简单程序, 掌握对MATLAB 的基本使用方法
二、实验原理：
找出下列表达式的信号与：正弦信号、最小相位信号、最大相位信号、零相位信号的对应关系。

1、sin60t
2、e-60t sin60t
3、(1- e-60t)sin60t
4、e60t sin60t
三、实验内容：
产生上述信号的信号并显示
（1）t=[-pi/30:0.001:pi/30];
f=sin(60*t);
plot(t,f)
产生图形如下：
（2）t=[0:0.001:pi/30];
f=exp(-60*t).*sin(60*t);
plot(t,f)
产生图形如下:
（3）t=[-5*pi/30:0.001:5*pi/30];
f=(1-exp(-60*t)).*sin(60*t);
plot(t,f)
产生图形如下：
(4) t=[-pi/30:0.001:pi/30];
f=exp(6*t).*sin(60*t);
plot(t,f)
产生如下波形:
四、实验结果与讨论：
讨论上述信号的特点
从第一个波形图可以看出，它的波形与正弦函数sin（t）的相像，只是相位上有改变，是一个正弦信号。

最大相位信号的能量集中在后面，最小相位能量集中在前面，所以第二个是一个最小相位，第四个是一个最大相位信号。

第三个由于波形在t>0时没有，所以是一个零相位信号。

题目2：频谱分析与显示
一、实验目的
初步认识频谱分析
二、实验原理
写出傅里叶变换公式对
三、实验内容
基于傅里叶变换，显示并分析下列信号的频谱：
1、s in60t
程序如下: t=(0:1/255:1);
y=sin(60*t);
f=fft(y);
rf=real(f);
a=abs(f);
plot(t,rf,'r-',t,a,'b--')
产生如下波形：
2、e-60tsin60t
程序如下：t=(0:1/255:1);
y=exp(-60*t).*sin(60*t);
f=fft(y);
rf=real(f);
a=abs(f);
plot(t,rf,'r-',t,a,'b--')
产生如下波形：
3、(1- e-60t)sin60t
程序如下: t=(0:1/255:1);
y=(1-exp(-60*t)).*sin(60*t);
f=fft(y);
rf=real(f);
a=abs(f);
plot(t,rf,'r-',t,a,'b--')
产生如下波形：
4、E xp(60t)sin60t
程序如下：t=(0:1/255:1);
y=exp(60*t).*sin(60*t);
f=fft(y);
rf=real(f);
a=abs(f);
plot(t,rf,'r-',t,a,'b--')
产生如下波形：
四、实验结果与讨论
第一个信号的频谱图与第三个相似，第二个与第四个相似。

题目3：滤波系统的设计与实现
一、实验目的
认识滤波系统
滤波器设计初步
二、实验原理
实用的FIR滤波系统
带通滤波器：⎪⎪⎩⎪⎪
⎨
⎧<<≤≤≤≤<<=1
4432211320
1f f f f f f f f g f f f f g f f f f H |||,|||)(||)
(||)(
⎪⎪⎩
⎪
⎪⎨
⎧--=--=)(sin )()(sin )(3
44
2121
1
2222f f f f f g f f f f f g ππ
三、 实验内容
设：x(n)= s 1(n-n 1)+ s 2(n-n 2)+ s 3(n-n 3)+ N(n) 式中：)sin()()(i n f n e n s ∆=∆-πα22
1,i=1，2，3，
i
f n ∆=
∆≤
≤2
20π Hz f Hz f Hz f ln f i 604020223212====,,),(α
s 0020.=∆
321n n n ,,为三个不同的移位值，可自信定义
N(n)为均匀分布的随机噪声信号，可由下列递推公式计算
取整].[.n n n a c a c a -=+1，N(n)=(2a n-1)r
r 为比例系数，按需要的信噪比取值，c=2045,a 0=0.999998
四、实验结果与讨论 1、显示滤波系统：H(f)
2、调用逆FFT ，显示时间滤波因子)())((t h f H FT =-1
3、改变各f 和∆，再显示H(f)和h(t),讨论各自变化的特点。

程序如下：
dt=0.002
T=50; n1=4*dt;
n2=30*dt;
n3=50*dt;
n=0:dt:dt*T;
f1=20;
f2=40;
f3=60;
f4=80;
a1=2*(f1.^2)*log(2);
a2=2*(f2.^2)*log(2);
a3=2*(f3.^2)*log(2);
s1=exp((-a1)*((n-n1).^2)).*sin(2*pi*f1*(n-n1));
s2=exp((-a2)*((n-n2).^2)).*sin(2*pi*f2*(n-n2));
s3=exp((-a3)*((n-n3).^2)).*sin(2*pi*f3*(n-n3));
x=s1+s2+s3;
plot(n,x);grid on;
产生如下波形：
五、收获与建议
收获：认识了信号的基本类型，对如何设计滤波系统有了一定的了解，掌握了matlab在处理信号上的基本应用，对于matlab上一些编程时应注意的东西有了了解。

建议：对于matlab这个软件很多同学还不是很熟悉，希望老师能多示范指导。