《数字信号处理》上机全部源代码调试通过完整版.docx

1、数字信号处理上机全部源代码调试通过完整版数字信号处理上机全部源代码调试通过，完整版（高西全，第四版）实验一%实验1：系统响应及系统稳定性close all;clear all%调用fliter解差分方程，由系统对un的响应判断稳定性%内容1： 调用filter解差分方程， 由系统对u(n)的响应判断稳定性A=1,-0.9;B=0.05,0.05;x1n=1 1 1 1 1 1 1 1 zeros(1,50);x2n=ones(1,128);hn=impz(B,A,58);subplot(2,2,1);y=h(n);tstem(hn,y);title(a) 系统单位脉冲响应h(n)y1n=fil

2、ter(B,A,x1n);subplot(2,2,2);y=y1(n);tstem(y1n,y);title(b) 系统对R8(n)的响应y1(n)y2n=filter(B,A,x2n);subplot(2,2,4);y=y2(n);tstem(y2n, y);title(c) 系统对u(n)的响应y2(n)y1n=filter(B,A,x1n);subplot(2,2,2);y=y1(n);tstem(y1n,y);title(b) 系统对R8(n)的响应y1(n)y2n=filter(B,A,x2n);subplot(2,2,4);y=y2(n);tstem(y2n, y);title(c

3、) 系统对u(n)的响应y2(n)%内容2： 调用conv函数计算卷积x1n=1 1 1 1 1 1 1 1; %产生信号x1n=R8nh1n=ones(1,10) zeros(1,10);h2n=1 2.5 2.5 1 zeros(1,10)y21n=conv(h1n,x1n);y22n=conv(h2n,x1n);figure(2)subplot(2,2,1);y=h1(n);tstem(h1n,y); %调用函数tstem绘图title(d) 系统单位脉冲响应h1(n)subplot(2,2,2);y=y21(n);tstem(y21n,y);title(e) h1(n)与R8(n)的卷

4、积y21(n)subplot(2, 2,3); y=h2(n);tstem(h2n,y); %调用函数tstem绘图title(f) 系统单位脉冲响应h2(n)subplot(2, 2, 4); y=y22(n);tstem(y22n, y);title(g) h2(n)与R8(n)的卷积y22(n)%=%内容3： 谐振器分析un=ones(1, 256); %产生信号unn=0:255;xsin=sin(0.014*n)+sin(0.4*n); %产生正弦信号A=1,-1.8237,0.9801;B=1/100.49,0,-1/100.49; %系统差分方程系数向量B和Ay31n=filte

5、r(B,A,un); %谐振器对un的响应y31ny32n=filter(B,A,xsin);%谐振器对正弦信号的响应y32nfigure(3)subplot(2,1,1);y=y31(n);tstem(y31n,y)title(h) 谐振器对u(n)的响应y31(n)subplot(2,1,2);y=y32(n);tstem(y32n,y);title(i) 谐振器对正弦信号的响应y32(n)function tstem(xn,yn)n = 0:length(xn)-1;stem(n,xn,.);xlabel(n);ylabel(yn);%xlabel(n );ylabel(yn);axis

6、(0,n(end),min(xn),1.2*max(xn);实验二%时域采样理论验证程序exp2a.mTp=64/1000;%观察时间Tp=64微秒%产生M长采样序列x(n)% Fs=1000; T=1/Fs;Fs=1000; T=1/Fs;M=Tp*Fs; n=0:M-1;A=444.128; alph=pi*50*20.5; omega=pi*50*20.5; xnt=A*exp(-alph*n*T).*sin(omega*n*T);Xk=T*fft(xnt,M);%M点FFTxnt)yn=xa(nT);subplot(3,2,1);tstem(xnt,yn); %调用自编绘图函数tste

7、m绘制序列图box on; title(a) Fs=1000Hz);k=0:M-1; fk=k/Tp;subplot(3,2,2); plot(fk,abs(Xk); title(a) T*FTxa(nT),Fs=1000Hz);xlabel(f(Hz); ylabel(幅度); axis(0,Fs,0,1.2*max(abs(Xk)%=% Fs=300Hz和 Fs=200Hz的程序与上面Fs=1000Hz的程序完全相同。% fs=300HzTp=64/1000;%观察时间Tp=64微秒%产生M长采样序列x(n)% Fs=1000; T=1/Fs;Fs=300; T=1/Fs;M=Tp*Fs;

8、 n=0:M-1;A=444.128; alph=pi*50*20.5; omega=pi*50*20.5; xnt=A*exp(-alph*n*T).*sin(omega*n*T);Xk=T*fft(xnt,M);%M点FFTxnt)yn=xa(nT);figure(2);subplot(3,2,1);tstem(xnt,yn); %调用自编绘图函数tstem绘制序列图box on; title(b) Fs=300Hz);k=0:M-1; fk=k/Tp;subplot(3,2,2); plot(fk,abs(Xk); title(b) T*FTxa(nT),Fs=1000Hz);xlabe

9、l(f(Hz); ylabel(幅度); axis(0,Fs,0,1.2*max(abs(Xk)% fs=200HzTp=64/1000;%观察时间Tp=64微秒%产生M长采样序列x(n)% Fs=1000; T=1/Fs;Fs=200; T=1/Fs;M=Tp*Fs; n=0:M-1;A=444.128; alph=pi*50*20.5; omega=pi*50*20.5; xnt=A*exp(-alph*n*T).*sin(omega*n*T);Xk=T*fft(xnt,M);%M点FFTxnt)yn=xa(nT);figure(3);subplot(3,2,1);tstem(xnt,yn

10、); %调用自编绘图函数tstem绘制序列图box on; title(c) Fs=200Hz);k=0:M-1; fk=k/Tp;subplot(3,2,2); plot(fk,abs(Xk); title(c) T*FTxa(nT),Fs=1000Hz);xlabel(f(Hz); ylabel(幅度); axis(0,Fs,0,1.2*max(abs(Xk)%频域采样理论验证程序exp2b.mM=27;N=32;n=0:M;%产生M长三角波序列x(n)xa=0:floor(M/2); xb= ceil(M/2)-1:-1:0; xn=xa,xb;Xk=fft(xn,1024);%1024

11、点FFTx(n), 用于近似序列x(n)的TFX32k=fft(xn,32);%32点FFTx(n)x32n=ifft(X32k);%32点IFFTX32(k)得到x32(n)X16k=X32k(1:2:N);%隔点抽取X32k得到X16(K)x16n=ifft(X16k,N/2); %16点IFFTX16(k)得到x16(n)subplot(3,2,2);stem(n,xn,.);box ontitle(b) 三角波序列x(n);xlabel(n);ylabel(x(n);axis(0,32,0,20)k=0:1023;wk=2*k/1024; %subplot(3,2,1);plot(wk

12、,abs(Xk);title(a)FTx(n);xlabel(omega/pi);ylabel(|X(ejomega)|);axis(0,1,0,200)k=0:N/2-1;subplot(3,2,3);stem(k,abs(X16k),.);box ontitle(c) 16点频域采样);xlabel(k);ylabel(|X_1_6(k)|);axis(0,8,0,200)n1=0:N/2-1;subplot(3,2,4);stem(n1,x16n,.);box ontitle(d) 16点IDFTX_1_6(k);xlabel(n);ylabel(x_1_6(n);axis(0,32,0

13、,20)k=0:N-1;subplot(3,2,5);stem(k,abs(X32k),.);box ontitle(e) 32点频域采样);xlabel(k);ylabel(|X_3_2(k)|);axis(0,16,0,200)n1=0:N-1;subplot(3,2,6);stem(n1,x32n,.);box ontitle(f) 32点IDFTX_3_2(k);xlabel(n);ylabel(x_3_2(n);axis(0,32,0,20)function tstem(xn,yn)n = 0:length(xn)-1;stem(n,xn,.);xlabel(n);ylabel(yn

14、);%xlabel(n );ylabel(yn);axis(0,n(end),min(xn),1.2*max(xn);实验三%实验三程序exp3.m%用FFT对信号作频谱分析%clear all;close all%实验内容(1)=x1n=ones(1,4);%产生序列向量x1(n)=R4(n)M=8;xa=1:(M/2); xb=(M/2):-1:1; x2n=xa,xb; %产生长度为8的三角波序列x2(n)x3n=xb,xa;X1k8=fft(x1n,8); %计算x1n的8点DFTX1k16=fft(x1n,16); %计算x1n的16点DFTX2k8=fft(x2n,8); %计算x

15、1n的8点DFTX2k16=fft(x2n,16); %计算x1n的16点DFTX3k8=fft(x3n,8); %计算x1n的8点DFTX3k16=fft(x3n,16); %计算x1n的16点DFT%以下绘制幅频特性曲线subplot(2,2,1);mstem(X1k8); %绘制8点DFT的幅频特性图title(1a) 8点DFTx_1(n);xlabel(/);ylabel(幅度);axis(0,2,0,1.2*max(abs(X1k8)subplot(2,2,3);mstem(X1k16); %绘制16点DFT的幅频特性图title(1b)16点DFTx_1(n);xlabel(/)

16、;ylabel(幅度);axis(0,2,0,1.2*max(abs(X1k16)figure(2)subplot(2,2,1);mstem(X2k8); %绘制8点DFT的幅频特性图title(2a) 8点DFTx_2(n);xlabel(/); ylabel(幅度);axis(0,2,0,1.2*max(abs(X2k8)subplot(2,2,2);mstem(X2k16); %绘制16点DFT的幅频特性图title(2b)16点DFTx_2(n);xlabel(/); ylabel(幅度);axis(0,2,0,1.2*max(abs(X2k16)subplot(2,2,3);mste

17、m(X3k8); %绘制8点DFT的幅频特性图title(3a) 8点DFTx_3(n);xlabel(/); ylabel(幅度);axis(0,2,0,1.2*max(abs(X3k8)subplot(2,2,4);mstem(X3k16); %绘制16点DFT的幅频特性图title(3b)16点DFTx_3(n);xlabel(/); ylabel(幅度);axis(0,2,0,1.2*max(abs(X3k16)%实验内容(2) 周期序列谱分析=N=8;n=0:N-1; %FFT的变换区间N=8x4n=cos(pi*n/4);x5n=cos(pi*n/4)+cos(pi*n/8);X4

18、k8=fft(x4n); %计算x4n的8点DFTX5k8=fft(x5n); %计算x5n的8点DFTN=16;n=0:N-1; %FFT的变换区间N=16x4n=cos(pi*n/4);x5n=cos(pi*n/4)+cos(pi*n/8);X4k16=fft(x4n); %计算x4n的16点DFTX5k16=fft(x5n); %计算x5n的16点DFTfigure(3)subplot(2,2,1);mstem(X4k8); %绘制8点DFT的幅频特性图title(4a) 8点DFTx_4(n); xlabel(/);ylabel(幅度);axis(0,2,0,1.2*max(abs(X

19、4k8)subplot(2,2,3);mstem(X4k16); %绘制16点DFT的幅频特性图title(4b)16点DFTx_4(n); xlabel(/);ylabel(幅度);axis(0,2,0,1.2*max(abs(X4k16)subplot(2,2,2);mstem(X5k8); %绘制8点DFT的幅频特性图title(5a) 8点DFTx_5(n);xlabel(/); ylabel(幅度);axis(0,2,0,1.2*max(abs(X5k8)subplot(2,2,4);mstem(X5k16); %绘制16点DFT的幅频特性图title(5b)16点DFTx_5(n)

20、;xlabel(/); ylabel(幅度);axis(0,2,0,1.2*max(abs(X5k16)%实验内容(3) 模拟周期信号谱分析=figure(4)Fs=64;T=1/Fs;N=16;n=0:N-1; %FFT的变换区间N=16x6nT=cos(8*pi*n*T)+cos(16*pi*n*T)+cos(20*pi*n*T);%对x6(t)16点采样X6k16=fft(x6nT); %计算x6nT的16点DFTX6k16=fftshift(X6k16); %将零频率移到频谱中心 Tp=N*T;F=1/Tp; %频率分辨率Fk=-N/2:N/2-1;fk=k*F; %产生16点DFT对

21、应的采样点频率（以零频率为中心）subplot(3,1,1);stem(fk,abs(X6k16),.);box on %绘制8点DFT的幅频特性图title(6a) 16点|DFTx_6(nT)|);xlabel(f(Hz);%ylabel(幅度);axis(-N*F/2-1,N*F/2-1,0,1.2*max(abs(X6k16)N=32;n=0:N-1; %FFT的变换区间N=16x6nT=cos(8*pi*n*T)+cos(16*pi*n*T)+cos(20*pi*n*T); %对x6(t)32点采样X6k32=fft(x6nT); %计算x6nT的32点DFTX6k32=fftshi

22、ft(X6k32); %将零频率移到频谱中心 Tp=N*T;F=1/Tp; %频率分辨率Fk=-N/2:N/2-1;fk=k*F; %产生16点DFT对应的采样点频率（以零频率为中心）subplot(3, 1, 2);stem(fk, abs(X6k32), .);box on %绘制8点DFT的幅频特性图title(6b) 32点|DFTx_6(nT)|);xlabel(f(Hz);ylabel(幅度);axis(-N*F/2-1, N*F/2-1,0, 1.2*max(abs(X6k32)N=64;n=0:N-1; %FFT的变换区间N=16x6nT=cos(8*pi*n*T)+cos(1

23、6*pi*n*T)+cos(20*pi*n*T);%对x6(t)64点采样X6k64=fft(x6nT); %计算x6nT的64点DFTX6k64=fftshift(X6k64); %将零频率移到频谱中心 Tp=N*T;F=1/Tp; %频率分辨率Fk=-N/2:N/2-1;fk=k*F; %产生16点DFT对应的采样点频率（以零频率为中心）subplot(3,1,3);stem(fk,abs(X6k64),.); box on%绘制8点DFT的幅频特性图title(6a) 64点|DFTx_6(nT)|);xlabel(f(Hz);ylabel(幅度);axis(-N*F/2-1,N*F/2

24、-1,0, 1.2*max(abs(X6k64)function mstem(Xk)%mstem(Xk)绘制频域采样序列向量Xk的幅频特性图M=length(Xk);k=0:M-1;wk=2*k/M;%产生M点DFT对应的采样点频率（关于pi归一化值)stem(wk,abs(Xk),.);box on;%绘制M点DFT的幅频特性图?xlabel(w/pi);ylabel(幅度);axis(0,2,0,1.2*max(abs(Xk);实验四%实验四程序exp4.m% IIR数字滤波器设计及软件实现%clear all; close allFs=10000; T=1/Fs; %采样频率%调用信号产

25、生函数mstg产生由三路抑制载波调幅信号相加构成的复合信号st st=mstg;%低通滤波器设计与实现=fp=280; fs=450;wp=2*fp/Fs; ws=2*fs/Fs; rp=0.1; rs=60; %DF指标（低通滤波器的通、 阻带边界频率）N,wp=ellipord(wp,ws,rp,rs); %调用ellipord计算椭圆DF阶数N和通带截止频率wpB,A=ellip(N,rp,rs,wp); %调用ellip计算椭圆带通DF系统函数系数向量B和Ay1t=filter(B,A,st); %滤波器软件实现% 低通滤波器设计与实现绘图部分figure(2); subplot(3,

26、1,1);myplot(B,A);%调用绘图函数myplot绘制损耗函数曲线yt=y_1(t);subplot(3,1,2); tplot(y1t,T,yt); %调用绘图函数tplot绘制滤波器输出波形%=%带通滤波器设计与实现=fpl=440; fpu=560; fsl=275; fsu=900;wp=2*fpl/Fs,2*fpu/Fs; ws=2*fsl/Fs,2*fsu/Fs; rp=0.1; rs=60; N,wp=ellipord(wp,ws,rp,rs);%调用ellipord计算椭圆DF阶数N和通带截止频率wpB,A=ellip(N,rp,rs,wp); %调用ellip计算椭

27、圆带通DF系统函数系数向量B和Ay2t=filter(B,A,st); %滤波器软件实现% 带通滤波器设计与实现绘图部分（省略）%补充1figure(2); subplot(3,1,3);myplot(B,A);%-figure(3); yt=y_2(t);subplot(3,1,1); tplot(y2t,T,yt); %=%高通滤波器设计与实现=fp=890; fs=600;wp=2*fp/Fs; ws=2*fs/Fs; rp=0.1; rs=60; %DF指标（低通滤波器的通、 阻带边界频率）N,wp=ellipord(wp,ws,rp,rs); %调用ellipord计算椭圆DF阶数N和通带%截止频率wpB,A=ellip(N,rp,rs,wp,high); %调用ellip计算椭圆带通DF系统函数系数向量B和Ay3t=filter(B,A,st); %滤波器软件实现% 高低通滤波器设计与实现绘图部分（省略）%补充2figure(3); subplot(3,1,2);myplot(B,A);%-figure(3); yt=y_3(t);subplot(3,1,3); tplot(y3t,T,yt); %=function st=mstg%产生信号序列向量st,并显示st的时域波形和频谱%st=mstg 返回三路调幅信号相加形成的混合信号,长度N=1600N=160