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1、南京邮电大学实 验 报 告实验名称_ _ _ _课程名称 数字信号处理A 班级学号_姓 名_开课时间 20 /20 学年， 第 学期实验报告格式要求：实验名称： 熟悉MATLAB环境快速傅里叶变换(FFT)及其应用IIR数字滤波器的设计FIR数字滤波器的设计实验报告内容包括： 实验一 实验名称一、 实验目的（1）熟悉MATLAB的主要操作命令。（2）学会简单的矩阵输入和数据读写。（3）掌握简单的绘图命令。（4）用MATLAB编程并学会创建函数。（5）观察离散系统的频率响应。二、 实验内容注：每个实验内容包括题目、实验过程与结果（含实验程序、运行的数据结果和图形）；(1) 数组的加、减、乘、除和
2、乘方运算。输入A=1 2 3 4，B=3,4,5,6，求C=A+B， D=A-B，E=A.*B,F=A./B,G=A.B 。并用stem语句画出A、B、C、D、E、F、G。A=1 2 3 4;B=3,4,5,6;C=A+B;subplot(2,3,1)stem(C);D=A-B;subplot(2,3,2)stem(D);E=A.*B;subplot(2,3,3)stem(E);F=A./B;subplot(2,3,4)stem(F);G=A.B;subplot(2,3,5)stem(G); (2) 用MATLAB实现下列序列：a) b) c) n=0:1:15;x1=0.8.nsubplot
3、(3,1,1);stem(x1);a=(0.2+3*i)*n;x2=exp(a);subplot(3,1,2);stem(x2);x3=3*cos(0.125*pi*n+0.2*pi)+2*sin(0.25*pi*n+0.1*pi);subplot(3,1,3);stem(x3)d) 将c)中的x(n)扩展为以16为周期的函数，绘出四个周期。x4=x3 x3 x3 x3;stem(x4)(4) 绘出下列时间函数的图形，对x轴、y轴以及图形上方均须加上适当的标注：a) t1=0:0.001:10;x1=sin(2*pi*t1);subplot(2,1,1)plot(t1,x1,r-)xlabel
4、(t),ylabel(x(t),title(sin)b) t2=0:0.001:4;x2=cos(100*pi*t2).*sin(pi*t2);subplot(2,1,2)plot(t2,x2)xlabel(t),ylabel(x(t),title(cossin)(6) 给定一因果系统，求出并绘制H(z)的幅频响应和相频响应。(7) 计算序列8 -2 -1 2 3和序列2 3 -1 -3的离散卷积，并作图表示卷积结果。x= 8 -2 -1 2 3;kx=-2:3;h= 2 3 -1 -3;kh=-2:2;y=conv(x,h);k=kx(1)+kh(1):kx(end)+kh(end);ste
5、m(y);xlabel(n);ylabel(y(n);(8) 求以下差分方程所描述系统的单位脉冲响应h(n), N=50;a=1 -2;b=1 0.1 -0.06;x=1 zeros(1,N-1);k=0:1:N-1;y=filter(a,b,x);stem(y);xlabel(n);ylabel(幅度); 实验二 实验名称一、 实验目的(1) 在理论学习的基础上，通过本实验，加深对FFT的理解，熟悉MATLAB中的有关函数。(2) 应用FFT对典型信号进行频谱分析。(3) 了解应用FFT进行信号频谱分析过程中可能出现的问题，以便在实际中正确应用FFT。(4) 应用FFT实现序列的线性卷积和相
6、关。二、 实验内容实验中用到的信号序列a)高斯序列b)衰减正弦序列c)三角波序列d)反三角波序列(1) 观察高斯序列的时域和幅频特性，固定信号中参数p=8，改变q的值，使q分别等于2，4，8，观察它们的时域和幅频特性，了解当q取不同值时，对信号序列的时域幅频特性的影响；固定q=8，改变p，使p分别等于8，13，14，观察参数p变化对信号序列的时域及幅频特性的影响，观察p等于多少时，会发生明显的泄漏现象，混叠是否也随之出现？记录实验中观察到的现象，绘出相应的时域序列和幅频特性曲线。(3) 观察三角波序列的时域和幅频特性，用N=8点FFT分析信号序列和的幅频特性，观察两者的序列形状和频谱曲线有什么
7、异同？绘出两序列及其幅频特性曲线。在末尾补零，用N=32点FFT分析这两个信号的幅频特性，观察幅频特性发生了什么变化？两种情况的FFT频谱还有相同之处吗？这些变化说明了什么？(5) 用FFT分别实现（p8，q2）和（a0.1，f0.0625）的16点循环卷积和线性卷积。7）用FFT分别计算(p=8,q=2)和（a=0.1,f=0.0625）的16点循环相关和线性相关。实验三 实验名称一、 实验目的(1) 掌握双线性变换法及脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器的具体设计方法及其原理，熟悉用双线性变换法及脉冲响应不变法设计低通、高通和带通IIR数字滤波器的计算机编程。 (2) 观察双线性变换及脉冲响
8、应不变法设计的滤波器的频域特性，了解双线性变换法及脉冲响应不变法的特点。 (3) 熟悉巴特沃思滤波器、切比雪夫滤波器和椭圆滤波器的频率特性。二、 实验内容（1）P162 例4.4设采用周期T=250(采样频率=4kHz)，用脉冲响应不变法设计一个三阶巴特沃思低通滤波器，其3dB边界频率为=1kHz。（2）P162 例4.4设计指标=4kHz，=1kHz，采用双线性变换法，设计一三阶巴特沃思低通滤波器。(3) P164 例4.6设计一巴特沃斯带通滤波器，其3dB边界频率分别为=110kHz和=90kHz，在阻带=120kHz处的最小衰减大于10dB，采样频率=400kHz。（4）P165 例4.7 实验四 实验名称一、 实验目的(1) 掌握用窗函数法，频率采样法及优化设计法设计FIR滤波器的原理及方法，熟悉相应的计算机编程； (2) 熟悉线性相位FIR滤波器的幅频特性和相频特性； (3) 了解各种不同窗函数对滤波器性能的影响。二、 实验内容(1) 生成一个长度为20的矩形窗，画出其时域和幅频特性曲线。(2) 用窗口法设计一个11阶的线性相位低通FIR数字滤波器，截止频率Wc0.25，求出滤波器系数，并绘出滤波器的幅频和相频特性。分别用矩形窗和汉明窗实现。修改程序，分别得到阶次为N61，41的滤波器，并显示其各自的幅频曲线。数字信号处理实验小结及心得体会：