【文章內(nèi)容簡介】 計(jì)出來的是兩種窗的圖形，通過兩種窗的比較，我了解了他們各自的特點(diǎn)，幅頻和相頻特性。最后，感謝張老師對(duì)我的諄諄教導(dǎo)！第二篇：數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告南京郵電大學(xué)實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告實(shí)驗(yàn)名稱_____熟悉MATLAB環(huán)境 ___ 快速傅里葉變換及其應(yīng)用 ____IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)_ FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)課程名稱 數(shù)字信號(hào)處理A班級(jí)學(xué)號(hào)_______09002111___________ 姓 名 王都超開課時(shí)間 2011/2012學(xué)年，第 二 學(xué)期實(shí)驗(yàn)一熟悉MATLAB環(huán)境一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）熟悉MATLAB的主要操作命令。（2）學(xué)會(huì)簡單的矩陣輸入和數(shù)據(jù)讀寫。（3）掌握簡單的繪圖命令。（4）用MATLAB編程并學(xué)會(huì)創(chuàng)建函數(shù)。（5）觀察離散系統(tǒng)的頻率響應(yīng)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)數(shù)組的加、減、乘、除和乘方運(yùn)算。輸入A=[1 2 3 4]，B=[3,4,5,6]，求C=A+B，D=AB，E=A.*B,F=A./B,G=A.^B。并用stem語句畫出A、B、C、D、E、F、G。D =2 E =F = G =2434096(2)用MATLAB實(shí)現(xiàn)下列序列： a)x(n)= 0163。n163。15n=0:1:15。x1=.^n。a=(+3*i)*n。stem(x1)b)x(n)=e(+3j)n 0163。n163。15n=0:1:15。x2=exp(a)。a=(+3*i)*n。stem(x2)c)x(n)=3cos(+)+2sin(+)0163。n163。15(4)繪出下列時(shí)間函數(shù)的圖形，對(duì)x軸、y軸以及圖形上方均須加上適當(dāng)?shù)臉?biāo)注： a)x(t)=sin(2pt)0163。t163。10sb)x(t)=cos(100pt)sin(pt)0163。t163。4s t=0::4。x=cos(100*pi*t).*sin(pi*t)。plot(t,x, 39。r39。)。xlabel(39。t39。),ylabel(39。x(t)39。),title(39。cos39。)(6)給定一因果系統(tǒng)H(z)=(1+頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)。2z1+z2)/(+)，求出并繪制H(z)的幅(7)計(jì)算序列{821 2 3}和序列{2 313}的離散卷積，并作圖表示卷積結(jié)果。(8)求以下差分方程所描述系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)h(n), 0163。n50y(n)+(n1)(n2)=x(n)2x(n1)實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果（含實(shí)驗(yàn)程序、運(yùn)行的數(shù)據(jù)結(jié)果和圖形）； clear all。N=50。a=[12]。b=[1 ]。x1=[1 zeros(1,N1)]。n=0:1:N1。h=filter(a,b,x1)。stem(n,h)axis([1 ])實(shí)驗(yàn)二快速傅里葉變換及其應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過本實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)FFT的理解，熟悉MATLAB中的有關(guān)函數(shù)。(2)應(yīng)用FFT對(duì)典型信號(hào)進(jìn)行頻譜分析。(3)了解應(yīng)用FFT進(jìn)行信號(hào)頻譜分析過程中可能出現(xiàn)的問題，以便在實(shí)際中正確應(yīng)用FFT。(4)應(yīng)用FFT實(shí)現(xiàn)序列的線性卷積和相關(guān)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)中用到的信號(hào)序列 a)高斯序列236。(np)q239。xa(n)=237。e239。0238。20163。n163。15 其他b)衰減正弦序列236。eansin(2pfn)xb(n)=237。0238。0163。n163。15其他c)三角波序列 236。n239。xc(n)=237。8n239。0238。0163。n163。34163。n163。7 其他d)反三角波序列236。4n239。xd(n)=237。n4239。0238。0163。n163。34163。n163。7 其他(1)觀察高斯序列的時(shí)域和幅頻特性，固定信號(hào)xa(n)中參數(shù)p=8，改變q的值，使q分別等于2，4，8，觀察它們的時(shí)域和幅頻特性，了解當(dāng)q取不同值時(shí)，對(duì)信號(hào)序列的時(shí)域幅頻特性的影響；固定q=8，改變p，使p分別等于8，13，14，觀察參數(shù)p變化對(duì)信號(hào)序列的時(shí)域及幅頻特性的影響，觀察p等于多少時(shí)，會(huì)發(fā)生明顯的泄漏現(xiàn)象，混疊是否也隨之出現(xiàn)？記錄實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象，繪出相應(yīng)的時(shí)域序列和幅頻特性曲線。(3)觀察三角波和反三角波序列的時(shí)域和幅頻特性，用N=8點(diǎn)FFT分析信號(hào)序列xc(n)和觀察兩者的序列形狀和頻譜曲線有什么異同？繪出兩序列及其幅頻特性xd(n)的幅頻特性，曲線。在xc(n)和xd(n)末尾補(bǔ)零，用N=32點(diǎn)FFT分析這兩個(gè)信號(hào)的幅頻特性，觀察幅頻特性發(fā)生了什么變化？兩種情況的FFT頻譜還有相同之處嗎？這些變化說明了什么？(5)用FFT分別實(shí)現(xiàn)xa(n)（p＝8，q＝2）和xb(n)（a＝，f＝）的16點(diǎn)循環(huán)卷積和線性卷積。n=0:15。p=8。q=2。xa=exp((np).^2/q)。subplot(2,3,1)。stem(n,xa,39。.39。)。title(39。xa波形39。)。Xa=fft(xa,16)。subplot(2,3,4)。stem(abs(Xa),39。.39。)。title(39。Xa(k)=FFT[xa(n)]的波形 39。)。A=1。f=。a=。xb=exp(a*n).*sin(2*pi*f*n)。subplot(2,3,2)。stem(n,xb,39。.39。)。title(39。xb波形39。)。Xb=fft(xb,16)。subplot(2,3,5)。stem(abs(Xb),39。.39。)。title(39。Xb(k)=FFT[xb(n)]的波形 39。)。實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果（含實(shí)驗(yàn)程序、運(yùn)行的數(shù)據(jù)結(jié)果和圖形）；實(shí)驗(yàn)三 IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握雙線性變換法及脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器的具體設(shè)計(jì)方法及其原理，熟悉用雙線性變換法及脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì)低通、高通和帶通IIR數(shù)字濾波器的計(jì)算機(jī)編程。(2)觀察雙線性變換及脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì)的濾波器的頻域特性，了解雙線性變換法及脈沖響應(yīng)不變法的特點(diǎn)。(3)熟悉巴特沃思濾波器、切比雪夫?yàn)V波器和橢圓濾波器的頻率特性。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）P162 設(shè)采樣周期T=250ms(采樣頻率fs=4kHz)，分別用脈沖響應(yīng)不變法和雙線性變換法設(shè)計(jì)一個(gè)三階巴特沃思低通濾波器，其3dB邊界頻率為fc=1kHz。脈沖響應(yīng)不變法： fc=1000。fs=4000。OmegaC=2*pi*fc。[B,A]=butter(3, OmegaC,39。s39。)。[num1,den1]=impinvar(B,A,fs)。[h1,w]=freqz(num1,den1)。f = w/pi*fs/2。plot(f,abs(h1))。雙線性變換法： fc=1000。fs=4000。OmegaC=2*fs*tan(pi*fc/fs)。[B,A]=butter(3, OmegaC,39。s39。)。[num2,den2]=bilinear(B,A,fs)。[h2,w]=freqz(num2,den2)。f = w/pi*fs/2。plot(f,abs(h2))。同一圖中畫兩條曲線： fc=1000。fs=4000。OmegaC=2*pi*fc。[B,A]=butter(3, OmegaC,39。s39。)。[num1,den1]=impinvar(B,A,fs)。[h1,w]=freqz(num1,den1)。f = w/pi*fs/2。OmegaC=2*fs*tan(pi*fc/fs)。[B,A]=butter(3, OmegaC,39。s39。)。[num2,den2]=bilinear(B,A,fs)。[h2,w]=freqz(num2,den2)。f = w/pi*fs/2。plot(f,abs(h1),39。r.39。)。hold on。plot(f,abs(h2),39。g39。)。(選做)(2)fc=,d=1dB,fr=,At=25dB,T=1ms；分別用脈沖響應(yīng)不變法及雙線性變換法設(shè)計(jì)一巴特沃思數(shù)字低通濾波器，觀察所設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器的幅頻特性曲線，記錄帶寬和衰減量，檢查是否滿足要求。比較這兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果（含實(shí)驗(yàn)程序、運(yùn)行的數(shù)據(jù)結(jié)果和圖形）；實(shí)驗(yàn)四FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握用窗函數(shù)法，頻率采樣法及優(yōu)化設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)FIR濾波器的原理及方法，熟悉相應(yīng)的計(jì)算機(jī)編程；(2)熟悉線性相位FIR濾波器的幅頻特性和相頻特性；(3)了解各種不同窗函數(shù)對(duì)濾波器性能的影響。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)生成一個(gè)長度為20的矩形窗，畫出其時(shí)域和幅頻特性曲線。n=0:1:19。N=20。win(1:20)=1。[H,w]=freqz(win,1)。subplot(2,1,1)。stem(n,win)subplot(2,1,2)。plot(w,abs(H))。(2)用矩形窗設(shè)計(jì)一個(gè)21階的線性相位低通FIR數(shù)字濾波器，截止頻率Wc＝，求出濾波器系數(shù)，并繪出濾波器的幅頻特性。修改程序，分別得到階次為N＝41，61的濾波器，并顯示其各自的幅頻曲線。a)在上面所得的幾幅圖中，在截止頻率兩邊可以觀察到幅頻響應(yīng)的擺動(dòng)行為。請(qǐng)問波紋的數(shù)量與濾波器脈沖響應(yīng)的長度之間有什么關(guān)系？b)最大波紋的高度與濾波器脈沖響應(yīng)的長度之間有什么關(guān)系？實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果（含實(shí)驗(yàn)程序、運(yùn)行的數(shù)據(jù)結(jié)果和圖形）； 21階的線性相位低通FIR數(shù)字濾波器： Wc=*pi。N=21。M=(N1)/2。%位移量for n=0:(N1)if(n== fix(M))%中間的點(diǎn)單獨(dú)算hd(n+1)=Wc/pi。elsehd(n+1)=sin(Wc*(nM))/(pi*(nM))。end。end。win=boxcar(N)。%%%不同窗函數(shù)h=hd.*win39。[H,w]=freqz(h,1)。n=0:1:N1。subplot(3,1,1)。stem(n,h)subplot(3,1,2)。plot(w,abs(H))。subplot(3,1,3)。plot(w,angle(H))。41階的線性相位低通FIR數(shù)字濾波器： Wc=*pi。N=41。M=(N1)/2。%位移量for n=0:(N1)if(n== fix(M))%中間的點(diǎn)單獨(dú)算hd(n+1)=Wc/pi。elsehd(n+1)=sin(Wc*(nM))/(pi*(nM))。end。end。win=boxcar(N)。%%%不同窗函數(shù)h=hd.*win39。[H,w]=freqz(h,