实验一Matlab软件的使用.docx

1、实验一Matlab软件的使用实验一 Matlab 软件的使用1、实验目的和要求 掌握 Matlab 软件的使用方法； 常用离散时间信号的产生、显示和运算。2、实验内容 Matlab 软件常用命令和工具箱的使用，学会简单的编程； 编程实现常用离散时间信号； 离散时间信号的叠加、移位、线性卷积等基本运算。3、实验原理利用软件生成数字信号处理系统中所涉及的信号及信号的加、移位、卷积等运算。4、主要仪器设备计算机， Matlab 软件。实验步骤：程序1： n=-5:30;x=zeros(1,5),1,zeros(1,30);stem(n,x, fill );grid on程序 2：n=-5:30; x

2、=zeros(1,5),ones(1,8),zeros(1,23); stem(n,x, fill );grid on ；程序 3： n=-15:20;x=zeros(1,15),1,2,3,4,5,zeros(1,16);stem(n,x, fill );grid on;程序4：N=10;M=10;L=N+M-1; x=1,2,3,4,5,zeros(1,5); h=1,2,1,2,zeros(1,6); y=conv(x,h);n=0:L-1; stem(n,y, *k ); grid on ;实验结果：1、2、3、实验二 DTFT 和 Z 变换的 Matlab 实现1、实验目的和要求 掌

3、握 DTFT 和 Z 变换的 Matlab 实现的方法； 进一步了解离散时域系统的时频特性。2、实验内容 DTFT 和 z 变换的计算和基本性质； 离散时域系统的仿真； 利用函数实现离散时域系统的频率响应，分析零、极点的分布，进一步了解离散时 域系统的时域特性。3、实验原理利用 Matlab 软件计算出系统函数的零极点分布、单位脉冲响应和系统频率响应等的图 像并于笔算结果进行比较，找出异同。编译合适程序能计算取值范围不同的离散卷积。4、主要仪器设备计算机， Matlab 软件。实验步骤：stem(n,x);axis(0,30,0,2);title( 输入序列 ); xlabel(n);ylab

4、el(x(n);subplot(3,1,2);stem(n,h);axis(0,30,0,2);程序 1： n=0:30; x=zeros(1,length(n); h=zeros(1,length(n); x(find(n=0)&(n=0)&(n=0)&(n=0)&(n=8)=0.5; subplot(3,1,1); stem(x);title(x(n); axis(0,30,0,2); subplot(3,1,2);stem(h);title(h(n); axis(0,30,0,2);X=fft(x);H=fft(h);Y=X.*H;y=ifft(Y);subplot(3,1,3);实验结

5、果：1、2、实验四 IIR 数字滤波器的设计和实现1、实验目的和要求 掌握冲击响应不变法和双线形变换法设计 IIR 数字滤波器的原理和方法； 通过观察对实际信号的滤波，获得对数字滤波的感性认识。2、实验内容 巴特沃思滤波器设计实现模拟低通滤波器； 利用冲击响应不变法和双线形变换法对模拟滤波器进行 A/D 转换；3、实验原理用数字滤波器的单位脉冲响应序列 h(n)模仿模拟滤波器的冲激响应 ha (t ),让 h(n)正好 等于 ha(t) 的采样值，即 h(n) ha(nT)。4、主要仪器设备计算机， Matlab 软件。实验步骤：设计一个巴特沃思数字低通滤波器， 设计指标如下： 通带内 p 0

6、.2 幅度衰减不 大于 1dB；阻带 s 0.35 幅度衰减不小于 15dB。编制实现该数字滤波器程序并且实现数字滤波。function shiyan3() fp=200*pi; fs=300*pi; wp=0.2*pi; ws=0.3*pi;Rp=1;As=15;T=1;Fs=1000;N,fc=buttord(fp,fs,Rp,As,s); b,a=butter(N,fc,s);w=0:1000*2*pi; hf,w=freqs(b,a,1000); d,c=impinvar(b,a,Fs);wd=0:512*pi/512; hw1=freqz(d,c,wd);f,e=bilinear(b

7、,a,Fs); hw2=freqz(f,e,wd);OmegaP=(2/T)*tan(wp/2);OmegaS=(2/T)*tan(ws/2); ep=sqrt(10(Rp/10)-1);Ripple=sqrt(1/(1+ep.2);Attn=1/10(As/20); subplot(3,1,1); plot(wd/pi,abs(hw1)/abs(hw1(1); title( 幅度响应 ( 冲击响应不变法 ); xlabel(w(pi);ylabel(H);ylabel(H);axis(0,1,0,1.1);set(gca,XTickmode,manual,XTick,0,0.2,0.35,1

8、.1); set(gca,YTickmode,manual,YTick,0,Attn,Ripple,1); grid;subplot(3,1,2); plot(wd/pi,20*log10(abs(hw2)+eps)/abs(hw2(1); title( 幅度响应 ( 双线性变换法 (dB); xlabel(w(pi);ylabel(H); axis(0,1,-40,5); set(gca,XTickmode,manual,XTick,0,0.2,0.35,1.1); set(gca,YTickmode,manual,YTick,-50,-15,-1,0); grid;subplot(3,1,

9、3); plot(wd/pi,-angle(hw2); title( 相位响应 ); xlabel(w(pi); ylabel(pi unit);%axis(0,1,0,1.1);set(gca,XTickmode,manual,XTick,0,0.2,0.35,1.1); set(gca,YTickmode,manual,YTick,-1,0,1);grid;实验结果：1、实验目的和要求 掌握用窗函数法设计 FIR 数字滤波器的原理和方法； 熟悉线性相位 FIR 滤波器的幅频特性和相频特性； 了解不同窗函数对滤波器性能的影响。2、实验内容 用 Hanning 窗设计线性相位带通滤波器； 分别

10、改用矩形窗和 Blackman 窗设计线性带通滤波器；3、实验原理确定数字滤波器的性能要求，根据性能要求，合理选择单位脉冲响应 h(n) 的奇偶对称 性，从而确定理想频率响应 Hd (e )的幅频特性和相频特性；求理想单位脉冲响应 hd(n)，选择适当的窗函数 w(n) ，根据 h(n) hd(n)w(n)求所需设计的 FIR 滤波器单位脉冲响应；4、主要仪器设备计算机， Matlab 软件。实验步骤：设计一个 FIR 数字滤波器，设计指标如下：通带内 p 0.2 幅度衰减不大于1dB；阻带 s 0.35 幅度衰减不小于 15dB；编制计算设计的数字滤波器幅度特性和相位特性的程序。 wp=0.

11、2*pi;ws=0.3*pi; tr_width=ws-wp;M=ceil(6.6*pi/tr_width)+1;n=0:M-1;wc=(ws+wp)/2;alpha=(M-1)/2; m=n-alpha+eps; hd=sin(wc*m)./(pi*m); w_ham=(hamming(M);mag,db,pha,w=freqz_m(h,1); delta_w=2*pi/1000;Rp=-(min(db(1:wp/delta_w+1);As=-round(max(db(ws/delta_w+1:501); subplot(2,2,1);stem(n,hd);title( 理想冲激响应 );

12、axis(0,M-1,-0.1,0.3);ylabel(hd(n); subplot(2,2,2);stem(n,h);title( 实际冲激响应 );axis(0,M-1,-0.1,0.3); ylabel(h(n);subplot(2,2,3); plot(w/pi,pha);title( 滤波器相位响应 ); axis(0,1,-pi,pi);ylabel(pha);set(gca,XTickmode,manual,XTick,0,0.2,0.3,1.1); set(gca,YTickmode,manual,YTick,-pi,0,pi);grid;subplot(2,2,4);plot(w/pi,db);title( 滤波器幅度响应 ); axis(0,1,-100,10);ylabel(H(db);set(gca,XTickmode,manual,XTick,0,0.2,0.3,1.1); set(gca,YTickmode,manual,YTick,-50,-15,0); function mag,db,pha,w=freqz_m(b,a) H,w=freqz(b,a,1000,whole);H=(H(1:501);w=(w(1:501); mag=abs(H);db=20*log10(mag+eps)/max(mag);pha=angle(H);实验结果：