数字信号处理 实习大报告 22Word文档格式.docx

1、 %Y频谱的相位谱endfigure（1）; %画图1subplot（231）; %画图1的第一个子图plot（f1:delta_f:f2,X（:,1）,-k,LineWidth,2）; % 用黑色实线画X（f）= sin（f）hold on; %保留 plot（f1 f2,0 0,:r）; %用红色虚线画一条直线text（pi/2,-1.5,X（f）=sin（f）FontSize,12,FontWeightbold %在（pi/2,-1.5）处标注”X（f）= sin（f）” axis（f1 f2 -2 2）; %确定x、y的取值范围title（1a） Continuous Spectrum

2、 %写标题subplot（232）; %画第二个子图,2）, %X 频谱的振幅图 %保留|X（f）|=abs（sin（f） %在（ pi/2,-1.5）处标注|X（f）|=abs（sin（f）（1b） Amplitude Spectrum %注标题subplot（233）; %画第三个子图,3）, %画相位谱text（pi/2,-2.5,ArgX（f）=angle（sin（f）%在（pi/2,-2.5）处注“ArgX（f）=angle（sin（f）“axis（f1 f2 -3.5 3.5）;（1c） Phase Spectrumsubplot（234）; %画第四个子图f2,real（Y（:,

3、1）, %画出Y频谱的实部部分的图 %保留f2,imag（Y（:-b %画出Y频谱的虚部部分的图Y（f）=exp（if） 在（pi/2,-1.5）处标注“Y（f）=exp（if）” %确定x、y的取值范围（2a） Continuous Spectrum %注标题subplot（235）; %画第五个子图f2,Y（: %画出Y频谱的振幅谱|Y（f）|=abs（exp（if） 在（pi/2,-1.5）标注|Y（f）|=abs（exp（if）（2b） Amplitude Spectrumsubplot（236）; %画出Y频谱的相位谱ArgY（f）=angle（exp（if）（2c） Phase S

4、pectrumprint -djpeg -r0 Spectrum_Showing_CFT0.jpeg;figure（2）; %画图2，即单独画出图1的第一个子图text（1,-1,print -djpeg -r0 Spectrum_Showing_CFT1.jpeg;figure（3）; %画图3，即单独画出图1的第二个子图print -djpeg -r0 Spectrum_Showing_CFT2.jpeg;figure（4）; %画图4，即单独画出图1的第三个子图text（1,-2,print -djpeg -r0 Spectrum_Showing_CFT3.jpeg;figure（5）;

5、 %画图5，即单独画出图1的第四个子图text（0.2,-1,print -djpeg -r0 Spectrum_Showing_CFT4.jpeg;figure（6）; %画图6，即单独画出图1的第五个子图print -djpeg -r0 Spectrum_Showing_CFT5.jpeg;figure（7）; %画图7，即单独画出图1的第六个子图text（5.5,-2,print -djpeg -r0 Spectrum_Showing_CFT6.jpeg;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

6、行适当的标注等。（1）在一副图上画出多幅小图（程序：problem2.1.m）（2）画出一组二维图形（程序：problem2.2.m）（3）画出一组三维图形（程序：problem2.3.m）（4）画出复数的实部与虚部（程序：problem2.4.m）（5）对所做的一个源程序注释：x=0:0.1:2*pi; %确定x的取值范围plot（x,tan（x）,bp %画出tanx的函数plot（x,cot（4*x）,b-. %画cot（4*x）的函数plot（x,sec（x）,ro %画sec（x）的函数y1=tan（x）,y2=cot（x）,y3=sec（x） %为此图命名xlabel（x %标注x

7、轴坐标ylabel（ylegend（tan（x）cot（x）sec（x）,4）;text（pi,sin（pi）,x=pi 在（ pi,sin（pi）处标注“x=pi”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shixian1.m） 当两信号分别为x=1 3 5 7，y=2 4 6 时，利用matlab中conv命令求得的线性褶积z1=z2=2 10 28 52 58 42.根据线性褶积公式：得出的结果为z1=z2=2 10 28 52 58 42程序如下：x

8、=1 3 5 7;y=2 4 6 %利用conv求线性褶积 Z1=conv（x,y）;Z2=conv（y,x）;Z1- Z2; %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）;N=N1+N2-1;F=zeros（N,N2）;for j=1:N2 for i=j:j+N1-1 F（i,j）=x（i-j+1）; endZ1=F*y; %利用公式编写程序计算出来的线性褶积结果 运行结果：Z1 = 2 10 28 52 58 42 （2）在时间域正演计算循环褶积（程序shixun2.m）X=1 3 5

9、 7Y=2 4 6 0N=length（X）;F=zeros（N）;AA=zeros（N）;DD=zeros（N）;w=exp（-sqrt（-1）*2*pi/N）;N for j=1: AA（i,j）=X（mod（i-j,N）+1）; DD（i,j）=Y（mod（j-i,N）+1）; F（i,j）=power（w,（i-1）*（j-1）;Z=AA*Y运行结果为：Z = 6052（3）在频率域反演计算循环褶积（程序pinxun3.m）y=2 4 6 0XX=fft（x）; %信号x的频谱YY=fft（y）; %信号y的频谱XY3=XX.*YY; %两信号频谱乘积Z1=ifft（XY3） %由两频

10、谱相乘再反变换得到的信号运行程序如下：（4）验证循环褶积计算时所存在的边界效应现象（程序pinxun4.m）y=2 4 6z1=conv（x,y）;N1 =length（x）;N2 =length（y）;N =N1+N2-1;x0=zeros（N,1）;y0=zeros（N,1）;x0（1:N1）=x;y0（1:N2）=y;X0=fft（x0）;Y0=fft（y0）;xy2=ifft（X0.*Y0）; z1 =42xy2 = 2.0000 10.0000 28.0000 52.0000 58.0000 42.0000由以上可知，当N=N1+N2-1时，z1-xy2,即循环褶积等于线性褶积由（1

11、）（2）可知，NN1+N2-1时，循环褶积不等于线性褶积所以循环褶积的维度在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。（5）编写一个做相关分析的源程序（程序xiangguan.m） y=2 4 6%对这两个向量作相关分析A1 =zeros（N）;N for i=1: if （i+j）（N+1） A1（i,j）=x0（i+j-N-1）; else A1（i,j）=x0（i+j-1）; end end xy=A1*conj（y0） xy = 44 68 38 14 6四、设计一个病态（矩阵）系统，分析其病态程度；找出对应的

12、解决方法（提示：添加白噪因子）。（程序biantai.m）x=2,0,0,7,0,1y=3,1,4,0,1,2N=length（x）;Fx=fft（x）;Fx（2）=0;Fx（N）=0;A=ifft（Fx）;%W=exp（-2*pi*i/N）;N; F（i,j）=power（W,（i-1）*（j-1）; AA（i,j）=A（mod（i-j,N）+1）;Fy=fft（y）;FX=conj（Fx）.*Fy./（conj（Fx）.*Fx+0.001）;X=zeros（N,1）;X=ifft（FX）;X = -0.1473 0.0483 0.1769 0.4638 0.1038 0.4546五、设计一

13、个一维滤波处理程序（1、分别做低通、高通、带通、带阻等（程序process.m）程序运行结果：对于简单函数分别作四种滤波器后：六、设计一个二维滤波处理程序（分别做低通、高通等处理）。运行程序为：原始信号频谱：（程序problem6.1.m）二维低通滤波：（程序problem6.2.m）二维高通（程序problem6.3.m） 七、验证时间域的循环褶积对应的是频率域的乘积；线性褶积则不然。线性褶积的证明：（程序xianxing.m）M =max（N1,N2）;x0=zeros（M,1）;y0=zeros（M,1）;X=fft（x0）;Y=fft（y0）;Z2=X.*YZ2 = 192 32 -1

14、6z1不等于z2由此可知时间域的线性褶积对应的不是频率域的乘积。 循环褶积的证明（程序xunhuan.m） AA（i,j）=x（mod（i-j,N）+1）; DD（i,j）=y（mod（j-i,N）+1）;Z1=AA*yM=max（N1,N2）; Z2=ifft（X.*Y）运行结果如下：Z1等于z2由此可知时间域的循环褶积对应的是频率域的乘积。八、请用通俗、易懂的语言说明数字信号处理中的一种性质、一条定理或一个算例（顺便利用Matlab对其进行实现）。（程序fanzhuan.m）频谱的有些性质在我们的日常生活中也可以观察到，例如频谱的翻转定理，当我们看时间时，比如是8:10，若我们通过镜子观察时，这时我们看到的时间是4:50，假设6和12的连线为y轴，则时针和分针都关于y轴进行了翻转。所得图形如下：