信号分析与处理课程设计10880Word文件下载.docx

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上机进行课程设计

3天

3

整理课程设计报告

1天

4

演示课程设计容并答辩

四、设计成果要求

1．提交完成设计容的程序

2．提交设计报告

五、考核方式

课程设计报告、设计容演示和答辩相结合。

考核容：

考勤、纪律、课程设计报告、实际编程能力和基本概念掌握程度等。

学生：

指导教师：

2011年12月29日

一、了解Matlab基本使用方法，掌握Matlab数字信号处理的基本编程技术。

1、使用Matlab生成几种典型数字信号：

正弦信号、周期信号、非周期信号和高斯随机信号并编程计算离散信号的特征值（均值、方差等）。

1）正弦信号：

编程如下：

k1=-20;

k2=20;

k=k1:

k2;

w=pi/8;

f=sin（k*w）;

stem（k,f,'

filled'

）;

title（'

正弦序列'

xlabel（'

时间（k）'

ylabel（'

幅值f（k）'

fprintf（'

正弦信号的均值为%.4f方差为%.4f\n'

mean（f）,var（f,1））;

运行结果如下：

正弦信号的均值为0.0000方差为0.5122

2）周期信号

k1=0;

k2=3;

Ts=1;

f=k*Ts;

xtilde=f'

*ones（1,8）;

xtilde=xtilde（:

xtilde=xtilde'

;

subplot（2,1,1）;

一个周期'

subplot（2,1,2）;

stem（xtilde,'

周期序列'

周期信号的均值为%.4f方差为%.4f\n'

mean（xtilde）,var（xtilde,1））;

周期信号的均值为1.5000方差为1.2500

3）非周期信号

n=0:

10;

x=[zeros（1,2）,ones（1,5）,zeros（1,4）];

stem（n,x,'

非周期信号'

时间（n）'

幅值f（n）'

非周期信号的均值为%.4f方差为%.4f\n'

mean（x）,var（x,1））;

非周期信号的均值为0.4545方差为0.2479

4）高斯随机信号

n=300;

xn=randn（1,n）;

stem（xn,'

n'

x（n）'

高斯随机信号'

随机信号的均值为%.4f方差为%.4f\n'

mean（xn）,var（xn,1））;

随机信号的均值为-0.0524方差为0.8510

2、进行信号加减运算。

编程如下：

x1=[1,5,2,-4,5,-1,5];

%序列1

x2=[7,6,5,4,3,2,1];

%序列2

n=1:

length（x1）;

figure

（1）;

holdon;

subplot（2,2,1）;

stem（n,x1,'

x1'

subplot（2,2,2）;

stem（n,x2,'

x2'

subplot（2,2,3）;

stem（n,x1+x2,'

x1+x2'

subplot（2,2,4）;

stem（n,x1-x2,'

x1-x2'

y=fliplr（x2）;

%反转

t=-length（y）:

-1;

figure

（2）;

stem（n,x1.*x2,'

x1*x2'

stem（t,y,'

x2（-n）'

1）对序列1和序列2相加减：

2）对序列1和序列2相乘，对序列2进行反转：

二、Matlab编程实现典型离散信号（正弦信号、周期信号、随机信号）的离散傅立叶变换，显示时域信号和频谱图形（幅值谱和相位谱）；

1、离散信号的离散傅里叶变换

1）正弦信号

N=64;

k=0:

N-1;

w=pi/6;

f1=dft（f,N）;

k'

f'

gridon;

时域信号'

stem（abs（f1）,'

幅值'

幅频特性'

stem（angle（f1）,'

相角'

相频特性'

2）周期信号

ff=dft（xtilde,32）;

幅值f'

stem（abs（ff）,'

stem（angle（ff）,'

时域信号为

频域信号为

3）随机信号

n=200;

fxn=dft（xn,n）;

stem（abs（fxn）,'

stem（angle（fxn）,'

2、以正弦周期信号为例，观察讨论基本概念。

1）时域混叠分析

w=pi/8;

n=[0:

64];

xn=sin（w*n）;

xk1=fft（xn,128）;

%计算xn的128点dft

xn1=ifft（xk1,128）;

xk2=fft（xn,32）;

%计算xn的32点dft

xn2=ifft（xk2,32）;

127;

wk=2*k*pi/128;

%产生128点dft对应的采样点频率

subplot（5,1,1）;

stem（n,xn,'

.'

%原始信号

xn'

（1）正弦信号'

gridon

subplot（5,1,2）;

stem（wk,abs（xk1）,'

%128点dft的幅频特性图

wk'

（2）128点dft的幅频特性图'

subplot（5,1,3）;

stem（0:

length（xn1）-1,xn1,'

%128点dft的还原信号

（3）128点dft的还原信号'

subplot（5,1,4）;

stem（abs（xk2）,'

%32点dft的幅频特性图

（4）32点dft的幅频特性图'

subplot（5,1,5）;

length（xn2）-1,xn2,'

%32点dft的还原信号

（5）32点dft的还原信号'

结果分析：

序列xn为有限序列，长度为64，当频域采样点数为128（大于序列长度64）时，可以将频域采样回复原序列；

当频域采样点数为32（小于序列长度64）时，产生时域混叠现象，不能回复原序列。

2）频谱泄露分析

n1=[0:

%加一较短长度的矩形窗

xn1=sin（w*n1）;

xk1=fft（xn1,128）;

%计算xn1的128点dft

n2=[0:

128];

%加一较长长度的矩形窗

xn2=sin（w*n2）;

xk2=fft（xn2,128）;

%计算xn2的128点dft

wk=2*pi*k/128;

subplot（4,1,1）;

stem（n1,xn1,'

n1'

xn1'

（1）短长度信号'

subplot（4,1,2）;

幅