《数字信号处理》上机实习报告6.docx
《《数字信号处理》上机实习报告6.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《数字信号处理》上机实习报告6.docx（36页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
《数字信号处理》上机实习报告6
计算机编程与数字信号处理实习报告
实习日记
1.6月21日，了解matlab基本使用方法，学习基本编程命令。
2.6月22日，编写实习要求第一题，观察gibbs现象。
3.6月23日，编写实习第二题，matlab基本程序编写。
4.6月24日，着手编写程序计算普通褶积和循环褶积的时间域和频率域。
未完待续。
5.6月25日，编写程序，了解循环褶积的边界效应做相关分析的程序。
编程了解滤波器方法，及高中低频问题。
6.6月26日、6月27日，放假啦！
在寝室里休息~。
~
7.6月28日，编写一维滤波器的程序，初步了解二维滤波器。
8.6月29日，编写出一种二维滤波器。
9.6月30日，编写出第七题的题目。
10.7月3日，编写完成第八题，完成实验报告。
实习过程，分析，结果
一、从给定的程序（文件包Friday.rar）中，选择一个源程序做详细标注。
（目的：
熟悉Matlab程序）
程序名：
DSP1.m
程序思路：
学习matlab基础程序
二、能够利用Matlab熟悉地画图，内容包括：
X、Y坐标轴上的label，每幅图上的title，绘画多条曲线时的legend，对图形进行适当的标注等。
（1）在一副图上画出多幅小图；
（2）画出一组二维图形；
（3）画出一组三维图形；（4）画出复数的实部与虚部。
（5）完成对一个源程序进行详细注释。
（一）源程序为：
clearall;
closeall;
t=-5:
0.1:
5;
subplot（2,2,1）;
plot（t,sin（t））;
axis（[-5,5,-1.5,1.5]）;
title（'ÕýÏÒÇúÏß'）;
xlabel（'x'）;
ylabel（'y'）;
grid;
subplot（2,2,2）;
plot（t,cos（t）,'-r','LineWidth',2）;
axis（[-5,5,-1.5,1.5]）;
title（'ÓàÏÒÇúÏß'）;
xlabel（'x'）;
ylabel（'y'）;
grid;
subplot（2,2,3）;
plot（t,tan（t）,'-b','LineWidth',1）;
axis（[-5,5,-1.5,1.5]）;
title（'ÕýÇÐÇúÏß'）;
xlabel（'x'）;
ylabel（'y'）;
subplot（2,2,4）;
plot（t,rectpuls（t,2）,'-r',t,sawtooth（t,1））;
axis（[-5,5,-1.5,1.5]）;
title（'Èý½ÇÂö³åºÍ¾ØÐÎÂö³å'）;
xlabel（'x'）;
ylabel（'y'）;
Legend（'rectpuls（t,2）','sawtooth（t,1）'）;
grid;
print-djpeg-r0Firstwork.jpeg;
程序名为DSP2-1.m
运行结果：
（二）源程序为：
clearall;
closeall;
t=-10:
0.2:
10;
title（'a'）;
xlabel（'x'）;
ylabel（'y'）;
grid;
subplot（2,2,3）;
plot（t,tan（t）,'-b','LineWidth',1）;
程序名为DSP2-2
运行结果：
（三）源程序为：
closeall;
clearall;
[x,y]=meshgrid（-4:
0.1:
4）;
figure
（1）;
z=peaks（x,y）;
mesh（x,y,z）;
axis（[-4,4,-4,4,-5,5]）;
hiddenoff;
print-djpeg-r0Firstwork1.jpeg;
程序名为DSP2-3.m
运行结果：
（四）源程序：
b=3+4i;
compass（b）;
print-djpeg-r0Firstwork2.jpeg
程序名为DSP2-4.m
运行结果：
（五）
closeall;
clearall;
%%%%%%%%%%%%%%产生网孔%%%%%%%%%%%%%%%%
[x,y]=meshgrid（-4:
0.1:
4）;
figure
（1）;
z=peaks（x,y）;
%%%%%%%%%%画出立体图像%%%%%%%%%%%%%%%%
mesh（x,y,z）;
axis（[-4,4,-4,4,-5,5]）;
hiddenoff;
%%%%%%%%%%%保存图像%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
print-djpeg-r0Firstwork1.jpeg;
%%%%%%%%画出具有下方轮廓线的图像%%%%%%%
三、计算普通褶积与循环褶积，分别使用时间域与频率域两种方法进行正、反演计算，指出循环褶积计算时所存在的边界效应现象；编写一个做相关分析的源程序。
一
（1）在时间域计算线性褶积
程序名：
DSP3-1.m
当两信号分别为x=[1234]'，y=[456]'时，利用matlab中conv命令求得的线性褶积
xy0=yx0=[41328433824]’，利用下面线性褶积公式：
求得的线性褶积结果为xy1=[41328433824]’,与matlab中自带命令所求结果
一致。
程序：
x=[1234]';
y=[456]';
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%利用conv求线性褶积
xy0=conv（x,y）;
yx0=conv（y,x）;
xy0-yx0;%利用matlab中conv命令验证线性褶积具有交换性
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%线性褶积：
利用自己编写的程序进行计算。
N1=length（x）;
N2=length（y）;
NN=N1+N2-1;
F=zeros（NN,N2）;
forj=1:
N2
fori=j:
j+N1-1
F（i,j）=x（i-j+1）;
end
end
xy1=F*y;%利用公式编写程序计算出来的线性褶积结果
xy0-xy1;
yx0-xy1;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
（2）在时间域正演计算循环褶积
利用如下循环褶积公式：
求得的循环褶积结果为列向量xy2=yx2=[41328433824]’，该段程序如下：
x1=zeros（NN,1）;
y1=zeros（NN,1）;
x1（1:
N1）=x;
y1（1:
N2）=y;
forj=1:
NN
fori=1:
NN
s=i+j-1;
ifs>NN
s=s-NN;
end
S1（s,j）=x1（i）;
S2（s,j）=y1（i）;
end
end
xy2=S1*y1;%利用公式编写程序计算出来的循环褶积结果
yx2=S2*x1;%可验证循环褶积是否具有交换性
（3）在频率域反演计算循环褶积
分别对两向量信号做fft变换求频谱，将其频谱相乘，再做ifft反变换得到循环褶积为
Z1=[41328433824]’，该段程序如下：
x1=zeros（NN,1）;
y1=zeros（NN,1）;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%频率域计算循环褶积
X1=fft（x1）;%信号x1的频谱
Y1=fft（y1）;%信号y1的频谱
XY3=X1.*Y1;%两信号频谱乘积
Z1=ifft（XY3）%由两频谱相乘再反变换得到的信号
（4）验证循环褶积计算时所存在的边界效应现象
有上述计算可知，在频率域反演计算循环褶积所得结果等于线性褶积结果，
此时都是将两向量信号x,y扩展成长度length（x）+length（y）-1,当两信号程度小
于KZ2=[2813284338]’，与所求的线性褶积结果不同，故循环褶积的维度
在length（x）+length（y）-1处存在边界效应，大于等于该值时，循环褶积等于线性
褶积，小于该维度时二者不等，该段程序如下：
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%检验边界效应,
K=NN-1;%当维数N不同，N<=N1+N2-1时,计算线性褶积
x2=zeros（K,1）;%扩展信号x2成K行一列的列向量
y2=zeros（K,1）;%扩展信号y2成K行一列的列向量
x2（1:
N1）=x;%构造的新信号包含前信号的内容
y2（1:
N2）=y;
X2=fft（x2）;%信号x2频谱
Y2=fft（y2）;
XY2=X2.*Y2;%信号长度小于N1+N2-1时的两信号频谱乘积
Z2=ifft（XY2）
%当维数N不同时，N〉=N1+N2-1时，线形褶积等于循环褶积；当N〈N1+N2-1时，线形褶积不等于循环褶积
二编写一个做相关分析的源程序
程序名：
DSP3-2.m
做两信号的循环相关，得到相关值xy2=[32473833]’，yx2=[32333847]’,
该段程序如下：
%%循环相关性
x=[1234]';%自己定义的信号
y=[456]';
N1=length（x）;%信号长度
N2=length（y）;
K=max（N1,N2）;%最长信号长度
x1=zeros（K,1）;%将两信号长度扩展成最长信号长度
y1=zeros（K,1）;
x1（1:
N1）=x;
y1（1:
N2）=y;
S1=zeros（K,K）;%定义循环相关系数矩阵
S2=zeros（K,K）;
forj=1:
K
fori=1:
K
ifi+j-1<=K
S1（i,j）=x1（i+j-1）;%求循环相关系数矩阵
S2（i,j）=y1（i+j-1）;
else
S1（i,j）=x1（i+j-1-K）;
S2（i,j）=y1（i+j-1-K）;
end
end
end
y2=conj（y1）;%信号y2的共轭
x2=conj（x1）;
XY2=S1*y2%两信号的循环相关
YX2=S2*x2
四、设计一个病态（矩阵）系统，分析其病态程度；找出对应的解决方法（提示：
添加白噪因子）。
实习成果：
本题中设计的病态矩阵为A1（具体设计过程见程序）,该病态矩阵的病态程度为RCOND=4.972710e-018，解决办法是添加K=0.001的白噪因子，经过添加白噪因子后对方程A1*X=B,即可解出唯一的、有意义的解。
结果：
>inv（A1）
Warning:
Matrixisclosetosingularorbadlyscaled.
Resultsmaybeinaccurate.RCOND=2.108638e-017.
求出的结果
X=
0.9000+0.0000i
-0.0951+0.0000i
-0.0809+0.0000i
-0.0588+0.0000i
-0.0309+0.0000i
-0.0000+0.0000i
0.0309-0.0000i
0.0588-0.0000i
0.0809-0.0000i
0.0951-0.0000i
0.1000-0.0000i
0.0951-0
升级会员 