数字信号处理实验报告(全).docx
《数字信号处理实验报告(全).docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数字信号处理实验报告(全).docx(114页珍藏版)》请在课桌文档上搜索。
1、实验一信号、系统及系统响应姓名:李锦班级:通信1204班学号:201208030406一实验目的1认真复习采样理论、离散信号与系统、线性卷积、序列的z变换及性质等有关内容;2掌握离散时间序列的产生与根本运算,理解离散时间系统的时域特性与差分方程的求解方法,掌握离散信号的绘图方法;3熟悉序列的Z变换及性质,理解理想采样前后信号频谱的变化。二实验内容1产生长度为500的在0,1之间均匀分布的随机序列,产生长度为500的均值为0单位方差的高斯分布序列。实验代码:clcyl=rand(500);XI=IinSpace。1,100);yn=hist(yl);yn=ynlength(yl);bar(xl,
2、yn);title(1O,l均匀分布figure;y2=randn(lz500);ymin=min(y2);ymax=max(y2);2=linspace(ymin,ymax,100);ym=hist(y2,2);ym=ymlength(y2);bar(2,ym);title。1高斯分布,);实验结果:0,1高斯分布分析:在此题中调用rand()函数产生。1均匀分布的随机变量,调用randn()函数产生。1区间服从高斯分布的随机变量。并利用统计的方法绘制了两个分布的概率密度函数,由于所产生的随机数的数目比拟小,概率分布曲线不是很理想。2线性时不变系统单位脉冲响应为力()=(0.9)初(),当系
3、统输入为Mk)=Rl0()时,求系统的零状态响应,并绘制波形图。实验代码:A阶跃函数U(n-m)的产生functionxzn=stepseq(n,nszne)n=nsne;x=(n-nO)=O;%序列的起点为ns,终点为ne,在no处开始生出单位阶跃序列。B卷积函数%求卷积和functionny=conv-m(,n,h,nh)nyl=nx+nh;ny2=nx(length()+nh(length(h);ny=nyl:ny2;y=conv(xzh);分析:由于CorlV函数默认起点为0,在此进行扩展,以求任意起点的卷积和C主程序clc;n=-5:50;X=StePSeq(O,-5,50/SteP
4、Seq(IO5,50);h=(0.9).n).*stepseq(0,-5z50);SUbPlOt(3,1,1);stem(nzx,filled);axis(-5,50z0,2);ylabel(,x(n),);SUbPIOt(3,1,2);stem(n,hfilled,);axis(-5,50z0,2);ylabel(,h(n),);y,ny=conv-m(xzn,hzn);SUbPlOt(3,1,3);stem(nyfilled,);axis(-5,50,0,8);label(n);ylabel(,y(n);实验结果:3)描述系统的差分方程为:y(n)-y(n-1)+0.9j(n-2)=jv(
5、n),其中Ml)为鼓励,y(%)为响应O计算并绘制”=20,30,40,50,60,70,80,90,100时的系统单位脉冲响应;计算并绘制片20,30,40,50,60,70,80,90,100时的系统单位阶跃响应s();由/?()表征的这个系统是稳定系统吗?分析:系统的差分方程,对方程两端取Z变换,可以得到系统函数H(z)=1(1-z-10.9*z-2);由此可以得到表征系统的系数b,a主程序:b=l00;a=l-10.9;subplot3,1);dimpulse(b,a,20);title(,n=20单位冲激响应);subplot(3,3,2);dimpulse(b,a,30);titl
6、e(,n=30单位冲激响应);subplot(3,3,3);dimpulse(b,a,40);title(,n=40单位冲激响应);subplot(3,3,4);dimpulse(b,a,50);title(,n=50单位冲激响应);subplot(3,3,5);dimpulse(b,a,60);title(,n=60单位冲激响应);subplot(3,3,6);dimpulse(b,a,70);title(,n=70单位冲激响应);subplot(3,3,7);dimpulse(b,a,80);title(,n=80单位冲激响应);subplot(3,3,8);dimpulse(b,a,90
7、);title(,n=90单位冲激响应);subplot(3,3,9);dimpulse(b,a,100);title(,n=100单住冲激响应);figure;subplot(3,3,1);dstep(b,a,20);title(,n=20单位阶跃响应);subplot(3,3,2);dstep(b,a,30);titleCn=30单位阶跃响应);subplot(3,3,3);dstep(b,a,40);title(,n=40单位阶跃响应);subplot(3,3,4);dstep(b,a,50);title(,n=50单位阶跃响应);subplot(3,3,5);dstep(b,a,60)
8、;title(,n=60单位阶跃响应);subplot(3,3,6);dstep(b,a,70);title(,n=70单位阶跃响应);subplot(3,3,7);dstep(b,a,80);title(,n=80单位阶跃响应);subplot(3,3,8);dstep(b,a,90);title(,n=90单位阶跃响应);subplot(3,3,9);dstep(b,a,100);title(,n=100单位阶跃响应);figure;zplane(b,a);xlabel(,RezJ,);ylabel(jlmz);title(,零极点分布图);实验结果:冲激响应:11=20单位冲激响应11=
9、30单位冲激响应n三40单位冲激响应Time (sec)n=60单位冲激响应8pnv-duJTime (sec) n=50单位冲激响应pnwdlu204060Time (sec)n=70单位冲激响应 10204060Time (sec) n=80单位冲激响应Time (sec) n=90单位冲激响应Time (sec) n100单位冲激响应Time (sec)Time (sec)Time (sec)阶跃响应:n=20单位阶跃响应4n=30单位阶跃响应4n=40单位阶跃响应4Time (sec)n=50单位阶跃响应Time (sec)n=60单位阶跃响应Time (sec)n=70单位阶跃响应T
10、ime (sec)n=80单位阶跃响应Time (sec)n=90单位阶跃响应Time (sec)n100单位阶跃响应Time (sec)Time (sec)Time (sec)零极点图:零极点分布图10.8060.4-0.2-0 4-0.6-08-1-1-0.50.510 Rekl0.2i 0分析:可以调用dimpulse函数求系统的冲激响应,dstep函数求系统的阶跃响应。由系统的零极点分布图可以看出,系统的极点全部位于单位圆内,因此该系统是稳定的。4序列Xm)=(0.8)加(几),求DTFT),并画出它幅度、相位,实部、虚部的波形图。观察它是否具有周期性?主程序:clc;N=50;n=0
11、:N-l;x=(0.8).n).*stepseq(0,0,49);Xk=fft(x,N);subplot(2,2,1);stem(n,abs(Xk)title(幅度);subplot(2,2,2);stem(n,angle(Xk)title(相位);subplot(2,2,3);stem(n,real(Xk),.,);title(,实部);subplot(2,2,4);stem(n,imag(Xk),.,);title(,虚部);实验结果:幅度相位分析:调用fft函数求其快速fourier变换。5线性时不变系统的差分方程为y()=0.7y(-l)+x(),求系统的频率响应3),如果系统输入为x
12、(n)=cos(0.05)(),求系统的稳态响应并绘图。分析:由微分方程,对两边取Z变换,可以得到系统函数H(z)=1/(1-0.7z);从而得到方程的系数矩阵。主程序:clc;N=50;n=0:N-l;b=l0;a=l-0.7;H,w=freqz(b,a,N);subplot(211);plot(wpi,abs(三));title(频率响应的幅度特性);h=impz(b,a);x=cos(0.5*pi*n).*stepseq(0,0,N-l);y,yn=conv_m(x,n,h,n);subplot(212);plot(yn,y);title(,输入为cos(0.5pi*n)时的稳态响应);
13、结果:分析:频率响应函数可以直接调用freqz(b,a),其中a,b分别对应系数矩阵。稳态响应为系统函数与余弦函数加权得到。6)设连续时间信号x(f)=e-1000f,计算并绘制它的傅立叶变换;如果用采样频率为每秒5000样本对x(f)进行采样得到计算并绘制X1U),用xl()重建连续信号Mr),并对结果进行讨论;如果用采样频率为每秒100O样本对x(f)进行采样得到x2(),计算并绘制X2(j),用x2()重建连续信号M。,并对结果进行讨论。加深对采样定理的理解。a.连续函数,求傅里叶变换symst;x=exp(-1000*abs(t);y=fourier(x);subplot(211);e
14、zplot(x,-0.005,0.005);subplot(212);ezplot(abs(y),-2000,2000);结果1:分析:对于连续函数,可以直接利用f。Urier函数求其傅里叶变换,由于信号衰减的很快,故对其区间进行限定显示。b.采样频率fs=5000时clc;dt=O.00005;t=-0.005:Dt:0,005;xa=exp(-1000*abs(t);Ts=O.0002;n=-25:1:25;x=exp(-1000*abs(n*Ts);K=500;k=O:l:K;w=pi*kK;X=x*exp(-j*n,*w);X=real(X);w=-fliplr(w),w(2:501)
15、;X=fliplr(X),X(2:501);figure;subplot(211);plot(n,x);subplot(212)plot(wpi,X,.,);ylabel(,Xl(jw);title(,离散时间变换);gtext(,Ts=O.2ms,);结果2;分析:由奈奎斯特采样定理可以知道,由于信号的最高频率为Fh=2000Hz,因此要保证无失其恢复原波形,采样频率fs=2*Fh=4000Hz当fs二5000Hz时,满足无失真条件,可以看出,此时波形和原函数一致。c.采样频率fs=1000时clc;dt=O.00005;t=-0.005:Dt:0,005;xa=exp(-1000*abs(
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数字信号 处理 实验 报告

链接地址:https://www.desk33.com/p-979770.html