數(shù)字信號處理實驗報告09-10-2.doc

《數(shù)字信號處理實驗報告09-10-2.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《數(shù)字信號處理實驗報告09-10-2.doc（9頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

《數(shù)字信號處理》實驗報告 專 業(yè) 學(xué) 號 姓 名 實驗一 卷積實驗 一、 實驗?zāi)康? （1） 通過實驗進一步理解卷積定理，了解卷積的過程； （2） 掌握應(yīng)用線性卷積求解離散時間系統(tǒng)響應(yīng)的基本方法； （3） 了解MATLAB中有關(guān)卷積的子函數(shù)及其應(yīng)用方法。 二、 實驗原理 對于線性移不變離散時間系統(tǒng)的響應(yīng)為輸入信號和系統(tǒng)的沖激響應(yīng)的卷積，其表示如下： 三、 實驗儀器 微型計算機、MATLAB 四、 實驗內(nèi)容 （1）已知一個因果系統(tǒng)的差分方程為 滿足初始條件，在該系統(tǒng)的輸入端加一個矩形脈沖序列，其脈沖寬度與周期的比例為1：4，一個周期取16 個采樣點，求該系統(tǒng)的響應(yīng)。 (2) 已知兩個序列為，求兩序列的卷積和。 五、 實驗程序 六、 試驗結(jié)果分析 七、 思考題 MATLAB中提供的conv卷積子函數(shù)，使用中需要滿足什么條件？若不滿足，應(yīng)如何處理？ 實驗二 離散系統(tǒng)的頻率響應(yīng) 一、 實驗?zāi)康? （4） 加深對離散系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性基本概念的理解； （5） 了解離散系統(tǒng)的零極點與頻響特性之間的關(guān)系； （6） 熟悉MATLAB中進行離散系統(tǒng)分析頻響特性的常用子函數(shù)，掌握離散系統(tǒng)幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)的求解方法。 二、 實驗原理 已知穩(wěn)定系統(tǒng)傳遞函數(shù)的零極點增益模型為 則系統(tǒng)的頻響函數(shù)為 其中：系統(tǒng)的幅頻特性為： 系統(tǒng)的相頻特性為： 三、 實驗儀器 微型計算機、MATLAB 四、 實驗內(nèi)容 (1) 已知離散時間系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)為 求該系統(tǒng)在頻率范圍內(nèi)，歸一化的絕對幅度頻率響應(yīng)、相對幅度頻率響應(yīng)、相位頻率響應(yīng)和零極點分布圖。 (2) 已知一階離散系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，假設(shè)系統(tǒng)的零點在原點，極點分別取0.2，0.5，0.8，比較它們的幅頻響應(yīng)曲線。 (3) 已知一階離散系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，假設(shè)系統(tǒng)的極點在原點，零點分別取0.2，0.5，0.8，比較它們的幅頻響應(yīng)曲線。 五、 實驗程序 六、 試驗結(jié)果分析 1. 離散系統(tǒng)的極點對系統(tǒng)幅頻響應(yīng)有何影響？ 2. 離散系統(tǒng)的零點對系統(tǒng)幅頻響應(yīng)有何影響？ 實驗三 用雙線性變換法設(shè)計IIR數(shù)字濾波器 一、 實驗?zāi)康? （7） 加深對雙線性變換法設(shè)計FIR數(shù)字濾波器的基本原理的理解； （8） 掌握用雙線性變換法設(shè)計數(shù)字低通、高通、帶通濾波器的設(shè)計； （9） 了解MATLAB有關(guān)雙線性變換法設(shè)計的常用子函數(shù)。 二、 實驗原理 1. 設(shè)計思想 s平面與z平面之間滿足以下映射關(guān)系： s平面的虛軸單值地映射于z平面的單位圓上，s平面的左半平面完全映射到z平面的單位圓內(nèi)。雙線性變換不存在混疊問題。 雙線性變換時一種非線性變換，這種非線性引起的幅頻特性畸變可通過預(yù)畸而得到校正。 2. 設(shè)計步驟 （(1)確定數(shù)字濾波器的性能指標：通帶臨界頻率、阻帶臨界頻率；通帶內(nèi)的最大衰減；阻帶內(nèi)的最小衰減； (2)確定相應(yīng)的數(shù)字角頻率； (3)計算經(jīng)過預(yù)畸的相應(yīng)模擬低通原型的頻率； (4)根據(jù)計算模擬低通原型濾波器的階數(shù)N，并求得低通原型的傳遞函數(shù)； (5)用上面的雙線性變換公式代入，求出所設(shè)計的傳遞函數(shù)； (6)分析濾波器特性，檢查其指標是否滿足要求。 三、 實驗儀器 微型計算機、MATLAB 四、 實驗內(nèi)容 (1) 采用雙線性變換法設(shè)計一個巴特沃斯數(shù)字低通濾波器，要求：通帶截止頻率，阻帶截止頻率，濾波器的采樣頻率，并畫出濾波器的幅頻響應(yīng)曲線和相頻響應(yīng)曲線以及零極點圖。 五、 實驗程序 六、 試驗結(jié)果分析 七、 思考題 使用雙線性變換法時，數(shù)字頻率與模擬頻率有何關(guān)系？會帶來什么影響？如何解決？ 實驗四 用窗函數(shù)法設(shè)計FIR數(shù)字濾波器 一、 實驗?zāi)康? （10） 加深對窗函數(shù)法設(shè)計FIR數(shù)字濾波器的基本原理的理解； （11） 學(xué)習(xí)用MATLAB語言的窗函數(shù)法編寫設(shè)計FIR數(shù)字濾波器的程序； （12） 了解MATLAB有關(guān)窗函數(shù)法設(shè)計的常用子函數(shù)。 二、 實驗原理 1. 設(shè)計思想 從時域從發(fā)，設(shè)計逼近理想。設(shè)理想濾波器的單位脈沖響應(yīng)為。一般是無限長的，且是非因果的，不能直接作為FIR濾波器的單位脈沖響應(yīng)。要想得到一個因果的有限長的濾波器h(n)，最直接的方法是截斷，即截取為有限長因果序列，并用合適的窗函數(shù)進行加權(quán)作為FIR濾波器的單位脈沖響應(yīng)。 2. 設(shè)計步驟 （1）根據(jù)過渡帶和阻帶衰減設(shè)計指標選擇窗函數(shù)的類型，并估算濾波器的階數(shù)： （2）由數(shù)字濾波器的理想頻率響應(yīng)求出理想的單位沖激響應(yīng)。 （3）計算數(shù)字濾波器的單位沖激響應(yīng)。 （4）檢查設(shè)計出的濾波器是否滿足技術(shù)指標。 若不滿足技術(shù)指標，則需重新選擇或調(diào)整窗函數(shù)的類型，估算濾波器的階數(shù)，再重復(fù)前面的四個步驟，直到滿足指標為止。 三、 實驗儀器 微型計算機、MATLAB 四、 實驗內(nèi)容 選擇合適的窗函數(shù)設(shè)計FIR數(shù)字低通濾波器。要求：通帶截止頻率，阻帶截止頻率，描繪實際濾波器的脈沖響應(yīng)、窗函數(shù)及濾波器的幅頻響應(yīng)曲線和相頻響應(yīng)曲線。 五、 實驗程序 六、 試驗結(jié)果分析