数字信号处理 实验报告 打印.docx

1、数字信号处理 实验报告 打印例一：单位脉冲序列的产生n=-3:3;xn=(n-0)=0; %序列的起点为-3，终点为3，在n=0处生成一个单位脉冲；subplot(3,2,1);stem(n,xn,.); %stem：离散序列绘图指令；line(-3,3,0,0) %创建直线；axis(-3,3,0,1); %控制坐标轴比例和外观；xlabel(n);ylabel(x(n) %X轴和Y轴标注;例二：单位阶跃序列的产生n=-10:10;xn=(n-0)=0; %序列的起点为-10，终点为10，在n=0处生成一个单位阶跃；subplot(3,2,1);stem(n,xn,.);line(-10,1

2、0,0,0)axis(-10,10,0,1);xlabel(n);ylabel(x(n)例三：矩形序列的产生clear,close all %清除所有程序；n=-10:10;xn1=(n-0)=0; xn2=(n-5)=0; %定义两个阶跃序列；xn=xn1-xn2; %两个阶跃序列之差得到矩形序列；subplot(3,2,1);stem(n,xn,.);line(-10,10,0,0)axis(-10,10,0,1);xlabel(n);ylabel(x(n)例四：幅度为1，脉冲宽度占空比duty=50，%周期T=5的周期方波脉冲信号的产生。T=5,t=-2*T:0.01:2*T;duty=

3、50; %duty信号为正的区域在一个周期内所占的百分比；x=square(t,duty); subplot(2,2,1)plot(t,x)title(连续时间函数-周期方波脉冲) %title标出图名；axis(-10,10,-1.2,1.2)line(-10,10,0,0)例五：幅度为1，周期T=4的三角波脉冲信号的产生T=4;t=-2.5*T:0.01:2.5*T;x=sawtooth(t-2*T/3,0.5); %sawtooth（x,width）：三角波函数，width为该位置的横坐标和周期的比值（0-1的标量）。width=1时产生锯齿波，width=0.5时产生标准对称三角波；s

4、ubplot(3,3,1);plot(t,x);title(周期三角波脉冲，T=4)axis(-10,10,-1.2,1.2);line(-10,10,0,0)实验二clear;close all;N=64;n=0:N-1; A=1,-0.9;B=0.05,0.05; %系统差分方程系数向量；x=n=0; %产生deta(n)；x1n=1 1 1 1 1 1 1 1 zeros(1,56); %产生x2n=ones(1,64); %产生hn=filter(B,A,x); %filter求系统对序列x的响应；subplot(2,2,1);stem(n,hn,.);line(0,64,0,0);a

5、xis(0,64,0,0.1);title(a)系统单位脉冲响应h(n)y1n=filter(B,A,x1n) %求系统对序列x1n的响应；subplot(2,2,2);stem(n,y1n,.);line(0,64,0,0);axis(0,64,0,0.6);title(b)系统对R8（n）的响应y1(n)y2n=filter(B,A,x2n); %求系统对序列x2n的响应；subplot(2,2,4);stem(n,y2n,.);line(0,64,0,0);axis(0,64,0,1);title(c)系统对u(n)的响应y2(n)close all;clear allx1n=1 1 1

6、 1 1 1 1 1;N=8;M1=10;M2=4;h1n=ones(1,10) ;h2n=1 2.5 2.5 1;y1n=conv(x1n,h1n); %conv求卷积；y2n=conv(x1n,h2n);L1=N+M1-1;L2=N+M2-1;n1=0:L1-1;n2=0:L2-1;subplot(2,2,1);stem(n1,y1n,.);line(0,20,0,0);axis(0,20,0,10);title(d)h1(n)与R8(n)的卷积);subplot(2,2,2);stem(n2,y2n,.);line(0,15,0,0);axis(0,15,0,10);title(e)h2

7、(n)与R8(n)的卷积)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=filter(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); stem（n,y31n,.）title(f) 谐振器对u(n)的响应y31(n)subplot(2, 1,

8、 2); stem(n,y32n,.)title(g) 谐振器对正弦信号的响应y32(n)实验三clear all;close all;x1n=ones(1,4);N1=8;N2=16;k1=0:N1-1;k2=0:N2-1;w1=k1*2/N1;w2=k2*2/N2; %k1和k2是频域取样点的取值区间，w1和w2是将k值转换为归一化频率；M=8;xa=1:(M/2);xb=(M/2):-1:1;x2n=xa,xb; %构造x2nx3n=xb,xa;X1k8=fft(x1n,8);X1k16=fft(x1n,16);X2k8=fft(x2n,8);X2k16=fft(x2n,16);X3k8

9、=fft(x3n,8);X3k16=fft(x3n,16);subplot(2,2,1);stem(w1,abs(X1k8),.);title(1a)8点DFTx1(n);xlabel(w/pi);ylabel(幅度);axis(0,2,0,1.2*max(abs(X1k8);subplot(2,2,2);stem(w2,abs(X1k16),.);title(1b)16点DFTx1(n);xlabel(w/pi);ylabel(幅度);axis(0,2,0,1.2*max(abs(X1k16);figure(2) %创建图形窗subplot(2,2,1);stem(w1,abs(X2k8),

10、.);title(1c)8点DFTx2(n);xlabel(w/pi);ylabel(幅度);axis(0,2,0,1.2*max(abs(X2k8);subplot(2,2,2);stem(w2,abs(X2k16),.);title(1d)16点DFTx2(n);xlabel(w/pi);ylabel(幅度);axis(0,2,0,1.2*max(abs(X2k16);subplot(2,2,3);stem(w1,abs(X3k8),.);title(1e)8点DFTx3(n);xlabel(w/pi);ylabel(幅度);axis(0,2,0,1.2*max(abs(X3k8);sub

11、plot(2,2,4);stem(w2,abs(X3k16),.);title(1f)16点DFTx3(n);xlabel(w/pi);ylabel(幅度);axis(0,2,0,1.2*max(abs(X3k16);clear all;close all;N1=8;N2=16;k1=0:N1-1;k2=0:N2-1;w1=k1*2/N1;w2=k2*2/N2;n=0:15;x1n=cos(pi*n/4);x2n=cos(pi*n/4)+cos(pi*n/8);X1k8=fft(x1n,8);X1k16=fft(x1n,16);X2k8=fft(x2n,8);X2k16=fft(x2n,16)

12、;subplot(2,2,1);stem(w1,abs(X1k8),.);title(2a)8点DFTx1(n);xlabel(w/pi);ylabel(幅度);axis(0,2,0,1.2*max(abs(X1k8);subplot(2,2,2);stem(w2,abs(X1k16),.);title(2b)16点DFTx1(n);xlabel(w/pi);ylabel(幅度);axis(0,2,0,1.2*max(abs(X1k16);subplot(2,2,3);stem(w1,abs(X2k8),.);title(2c)8点DFTx2(n);xlabel(w/pi);ylabel(幅度

13、);axis(0,2,0,1.2*max(abs(X2k8);subplot(2,2,4);stem(w2,abs(X2k16),.);title(2d)16点DFTx2(n);xlabel(w/pi);ylabel(幅度);axis(0,2,0,1.2*max(abs(X2k16);clear all;close all;Fs=64;T=1/Fs;N=16;n=0:N-1;xnT=cos(8*pi*n*T)+cos(16*pi*n*T)+cos(20*pi*n*T); %对x(t)取样；Xk16=fft(xnT,16);Xk16=fftshift(Xk16); %将0频率移到频谱中心；Tp=

14、N*T;F=1/Tp; %求频率分辨率Fk=-N/2:N/2-1;fk=k*F;subplot(3,1,1);stem(fk,abs(Xk16),.);title(3a)16点|DFTx(nT)|);xlabel(f(Hz);ylabel(幅度);axis(-N*F/2-1,N*F/2-1,0,1.2*max(abs(Xk16);N=32;n=0:N-1;xnT=cos(8*pi*n*T)+cos(16*pi*n*T)+cos(20*pi*n*T);Xk32=fft(xnT,32);Xk32=fftshift(Xk32);Tp=N*T;F=1/Tp;k=-N/2:N/2-1;fk=k*F;su

15、bplot(3,1,2);stem(fk,abs(Xk32),.);title(3b)32点|DFTx(nT)|);xlabel(f(Hz);ylabel(幅度);axis(-N*F/2-1,N*F/2-1,0,1.2*max(abs(Xk32);N=64;n=0:N-1;xnT=cos(8*pi*n*T)+cos(16*pi*n*T)+cos(20*pi*n*T);Xk64=fft(xnT,64);Xk64=fftshift(Xk64);Tp=N*T;F=1/Tp;k=-N/2:N/2-1;fk=k*F;subplot(3,1,3);stem(fk,abs(Xk64),.);title(3c

16、)64点|DFTx(nT)|);xlabel(f(Hz);ylabel(幅度);axis(-N*F/2-1,N*F/2-1,0,1.2*max(abs(Xk64);实验四function st=mstg %编写程序mstg，供后面调用；N=1600;Fs=10000;T=1/Fs;Tp=N*T; %N为信号s(t)的长度；采样频率Fs=10kHz；t=0:T:(N-1)*T; k=0:N-1;f=k/Tp;fc1=Fs/10; %第一路调幅信号的载波频率fc1=1kHz;fm1=fc1/10; %第一路调幅信号的调制信号频率fm1=100Hz;fc2=Fs/20; %第二路调幅信号的载波频率f

17、c2=500Hz;fm2=fc2/10 %第二路调幅信号的调制信号频率fm2=50Hz;fc3=Fs/40; %第三路调幅信号的载波频率fc3=250Hz;fm3=fc3/10; % 第三路调幅信号的调制信号频率fm3=25Hz;xt1=cos(2*pi*fm1*t).*cos(2*pi*fc1*t); %产生第一路调幅信号；xt2=cos(2*pi*fm2*t).*cos(2*pi*fc2*t); %产生第二路调幅信号；xt3=cos(2*pi*fm3*t).*cos(2*pi*fc3*t); %产生第三路调幅信号；st=xt1+xt2+xt3; %三路信号叠加形成时域混叠信号；fxt=ff

18、t(st,N); %计算信号st的频谱subplot(3,1,1); plot(t,st);grid; %plot线性x-y坐标绘图；图上加坐标网格；xlabel(t/s);ylabel(s(t);axis(0,Tp/2,min(st),max(st);title(a)s(t)的波形);subplot(3,1,3);stem(f,abs(fxt)/max(abs(fxt),.);grid; %stem离散序列绘图；title(b)s(t)的频谱);axis(0,Fs/5,0,1.2);xlabel(f/Hz);ylabel(幅度);clear all;close all;Fs=10000;T=

19、1/Fs;M=1600;t=0:T:(M-1)*T;st=mstg; %调用子程序mstg；%=以下为低通滤波器的设计与实现=fp=280;fs=450;wp=2*fp/Fs;ws=2*fs/Fs;rp=0.1;rs=60; %获取数字滤波器的指标；N,wp=ellipord(wp,ws,rp,rs); %计算椭圆DF的阶数N；B,A=ellip(N,rp,rs,wp); %计算椭圆低通DF系统函数系数向量B和A；h1w,w=freqz(B,A); %计算DF的频率响应y1t=filter(B,A,st); %对信号st进行滤波 figure(2);subplot(3,1,1); %figur

20、e创建图形窗；plot(w/pi,20*log10(abs(h1w);grid %grid图上加坐标网络；axis(0,1,-100,10);xlabel(w/pi);ylabel(幅度(dB);subplot(3,1,3);plot(t,y1t);gridaxis(0,0.1,-1.5,1.5);xlabel(t/s);ylabel(y1(t);%=以下为带通滤波器的设计与实现=fpl=440;fpu=560;fsl=275;fsu=900;rp=0.1;rs=60;wp=2*fpl/Fs,2*fpu/Fs;ws=2*fsl/Fs,2*fsu/Fs;N,wp=ellipord(wp,ws,r

21、p,rs);B,A=ellip(N,rp,rs,wp);h2w,w=freqz(B,A);y2t=filter(B,A,st);figure(3);subplot(3,1,1);plot(w/pi,20*log10(abs(h2w);gridaxis(0,1,-100,10);xlabel(w/pi);ylabel(幅度(dB);subplot(3,1,3);plot(t,y2t);gridaxis(0,0.1,-1.5,1.5);xlabel(t/s);ylabel(y2(t);%=以下为高通滤波器的设计与实现=fp=890;fs=600;wp=2*fp/Fs;ws=2*fs/Fs;rp=0

22、.1;rs=60;N,wp=ellipord(wp,ws,rp,rs);B,A=ellip(N,rp,rs,wp,high);h3w,w=freqz(B,A);y3t=filter(B,A,st);figure(4);subplot(3,1,1);plot(w/pi,20*log10(abs(h3w);gridaxis(0,1,-100,10);xlabel(w/pi);ylabel(幅度(dB);subplot(3,1,3);plot(t,y3t);gridaxis(0,0.1,-1.5,1.5);xlabel(t/s);ylabel(y3(t);实验五function xt=xtg(N)

23、%信号x(t)产生函数，并显示信号的幅频特性曲线%xt=xtg产生一个长度为N，有加性高频噪声的单频调幅信号xt，采样频率Fs=1khz%载波频率fc=Fs/10=100Hz，调制正弦波频率f0=Fc/10=10HzN=2000;Fs=1000;T=1/Fs;Tp=N*T;t=0:T:(N-1)*T;fc=Fs/10;f0=fc/10; %载波频率fc=Fs/10，单频调制信号频率为f0=fc/10mt=cos(2*pi*f0*t); %产生单频正弦波调制信号mt，频率为f0ct=cos(2*pi*fc*t); %产生载波正弦波信号ct，频率为fc xt=mt.*ct; %相乘产生单频调制信号

24、xtnt=2*rand(1,N)-1; %产生随机噪声nt%=设计高通滤波器hn，用于滤除噪声nt中的低频成分，生成高频噪声=fp=150;fs=200;rp=0.1;rs=70; %滤波器指标fb=fp,fs;m=0,1; %计算remenzord函数所需参数f，m，devdev=10(-rs/20),(10(rp/20)-1)/ (10(rp/20)+1);n,fo,mo,w=remezord(fb,m,dev,Fs); %确定remenz函数所需参数hn=remez(n,fo,mo,w); %调用remenz函数进行设计，用于滤除噪声nt中的低频成分yt=filter(hn,1,10*n

25、t); %滤除随机噪声中低频成分，生成高频噪声yt%=xt=xt+yt; %噪声加信号fst=fft(xt,N);k=0:N-1;f=k/Tp;subplot(3,2,1);plot(t,xt);grid;xlabel(t/s);ylabel(x(t);axis(0,0.5,min(xt),max(xt);title( (a)信号加噪声波形)subplot(3,2,2);plot(f,abs(fst)/max(abs(fst);grid;title( (b)信号加噪声的频谱)axis(0,Fs/2,0,1.2);xlabel(f/Hz);ylabel(幅度)clear all;close al

26、l;%=调用xtg产生信号xt，xt长度N=1000，并显示xt及其频谱=N=1000;xt=xtg(N); fp=120;fs=150;rp=0.2;rs=60; %输入给定指标Fs=1000; T=1/Fs;Tp=N*T; k=0:N-1;f1=k/Tp; %(1)用窗函数法设计滤波器wc=(fp+fs)/Fs; %理想低通滤波器截止频率（关于pi归一化）B=2*pi*(fs-fp)/Fs; %过渡带宽度指标Nb=ceil(11*pi/B); %blackman窗的长度Nhn=fir1(Nb-1,wc,blackman(Nb);ywt=fftfilt(hn,xt,N); f=f1,zero

27、s(1,length(ywt)-1); %调用函数fftfilt对xt滤波t=0:T:length(ywt)-1*T;subplot(3,2,5);plot(t,ywt); grid;title( (c)滤除噪声后的信号波形)axis(0,0.5,-1,1);xlabel(t/s);ylabel(yw(t) )%=(2)用等波纹逼近法设计滤波器=fb=fp,fs;m=1,0; %确定remenzord函数所需参数f,m,devdev=(10(rp/20)-1)/(10(rp/20)+1),10(-rs/20);Ne,fo,mo,W=remezord(fb,m,dev,Fs); %确定remenz函数所需参数hn=remez(Ne,fo,mo,W); %调用remenz函数进行设计yet=fftfilt(hn,xt,N); %调用函数fftfilt对xt滤波f=f1,zeros(1,length(yet)-1);subplot(3,2,6);plot(t,yet); grid;title( (d)滤除噪声后的信号波形)axis(0,0.5,-1,1);xlabel(t/s);ylabel(ye(t) )实验二实验三实验四实验五