DSP数字信号处理实验报告1.docx

1、DSP数字信号处理实验报告1本科学生实验报告学号 * 姓名 何胜金 学院 物电学院 专业、班级 12电子 实验课程名称 数字信号处理（实验） 教师及职称 杨卫平 开课学期 第三 至 第四 学年 下 学期 填报时间 2015 年 3 月 12 日云南师范大学教务处编印实验序号01实验名称基本信号的产生实验时间2015年3月12 实验室云南师范大学同析3栋数字信号处理实验室一实验预习1实验目的学习使用MATLAB产生基本信号、绘制信号波形、实现信号的基本运算，为信号分析和系统设计奠定基础。2实验原理、实验流程或装置示意图MATLAB提供了许多函数用于产生常用的基本信号：如阶跃信号、脉冲信号、指数信

2、号、正弦信号和周期方波等。这些基本信号是信号处理的基础。1.连续信号的产生（1）阶跃信号产生阶跃信号u(t)的MATLAB程序如下，运行结果如图1.1.1所示。t=-2:0.02:6;x=(t=0);plot(t,x);axis(-2,6,0,1.2);补充：axis一般用来设置axes的样式，包括坐标轴范围，可读比例等axis(xminxmaxyminymax)axis(xminxmaxyminymaxzminzmaxcmincmax)坐标轴设置（2）指数信号产生随时间衰减的指数信号x(t)=2*e(-t)的MATLAB程序如下，运行结果如图1.1.2所示。t=0:0.001:5;x=2*e

3、xp(-1*t);plot(t,x);（3）正弦信号利用MATLAB提供的函数sin和cos可产生正弦和余弦信号。产生一个幅度为2，频率为4Hz，相位为pi6的正弦信号的MATLAB程序如下，运行结果如图1.1.3所示。f0=4;w0=2*pi*f0;t=0:0.001:1;x=2*sin(w0*t+pi/6);plot(t,x);（4）矩形脉冲信号函数rectpulse(t)可产生高度为1、宽度为1、关于t=0对称的矩形脉冲信号。函数rectpulse(t，w)可产生高度为1、宽度为w、关于t=0对称的矩形脉冲信号。产生高度为1、宽度为4、延时2s的矩形脉冲信号的MATLAB程序如下，运行结

4、果如图1.1.4所示。t=-2:0.02:6;x=rectpuls(t-2,4);plot(t,x);（5）周期方波函数square(w0*t)产生基本频率为w0（周期T=2*PIw0）的周期方波。函数square(w0*t，DUTY)产生基本频率为w0（周期T=2*PIw0）、占空比DUTY=tT*100的周期方波。T为一个周期中信号为正的时间长度。t=T2,DUTY=50,square(w0*t,50)等同于square(w0*t)。产生一个幅度为1，基频为2Hz,占空比为50%的周期方波的MATLAB程序如下，运行结果如图1.1.5所示。f0=2;t=0:.0001:2.5;w0=2*p

5、i*f0;y=square(w0*t,50);%dutycycle=50%plot(t,y);axis(0,2.5,-1.5,1.5);（6）抽样函数使用MATLAB提供的函数sin(x)可计算抽样信号想x(t)=sint/t,函数sin(x)的定义为sin(x)=sin(pi*x)pi*x.产生x(t)=sint/t信号的MATLAB程序如下，运行结果如图1.1.6所示。t=-10:1/500:10;x=sinc(t/pi);plot(t,x);2.离散信号的产生（1）单位脉冲序列和单位阶跃序列函数ones(1,n)和zeros(1,n)可以生成单位脉冲序列和单位阶跃序列。函数ones(1,

6、n)产生1行n列的由1组成的矩阵；函数zeros(1,n)产生1行n列的由0组成的矩阵。产生单位脉冲序列&k-3的MATLAB程序如下，运行结果如图1.1.7所示。k=-4:20;x=zeros(1,7),1,zeros(1,17);stem(k,x)产生单位阶跃序列uk-3的MATLAB程序如下，运行结果如图1.1.8所示。k=-4:20;x=zeros(1,7),ones(1,18);stem(k,x)（2）指数序列产生离散序列xk=0.5(34)k的MATLAB程序如下，运行结果如图1.1.9所示。k=-5:15;x=0.3*(1/2).k;stem(k,x);（3）正弦序列产生正弦序列

7、sin(pi*k/3+pi5)的MATLAB程序如下，运行结果如图1.1.10所示。k=-10:10;omega=pi/3;x=0.5*sin(omega*k+pi/5);stem(k,x)；（4）离散周期方波产生幅度为1、基频o=pi/4rad、占空比为50%的周期方波的MATLAB程序如下，运行结果如图1.1.11所示。omega=pi/4;k=-10:10;x=square(omega*k,50);stem(k,x);（5）白噪声序列白噪声序列在信号处理中是常用的序列。函数rand可产生在0,1区间均匀分布的白噪声序列，函数rand可产生均值为0，方差为1的高斯分布的白噪声序列。N=20

8、;k=0:N-1;x=rand(1,N)stem(k,x);3.离散序列的基本运算离散信号的基本运算主要包括：信号的加、乘、位移、翻转、卷积、相关等。3 实验设备及材料一台带matlab软件的计算机。 4实验方法步骤及注意事项实验方法步骤：(1)打开MATLAB软件(2)根据题目要求编写程序(3)运行程序(4)分析实验结果(5)关闭计算机注意事项：(1)对于实验仪器要轻拿轻放，遵守实验的规则。(2)程序运行前要检查程序是否正确。二、实验内容1.利用MATLAB产生下列连续信号并作图。(1)x(t)=-2u(t-1),-1t=1);plot(t,x);(2)x(t)=e(-0.1*t)*sin(

9、23*t),设0t30;程序：t=0:0.1:30;x=exp(-0.1.*t).*sin(2.*t/3);plot(t,x);3)x(t)=cos(100*t)+cos(3000*t),设-0.1t0.1;程序：t=-0.1:0.001:0.1;x1=cos(100*t);x2=cos(3000*t);y=x1+x2;plot(t,y)(4)x(t)=cos(0.1*pi*t)*cos(0.8*pi*t),设0t200程序：t=0:0.1:200;x=cos(0.1.*pi.*t).*cos(0.8.*pi.*t);plot(t,x);2利用MATLAB产生下列离散序列并作图。(1)xk=1

10、,(-5=k=5);xk=0,其他；设-15k=15程序：k=-15:15;x=(k=-5);stem(k,x);（2）xk=0.9ksin(0.25k)+cos(0.25k),设-20k20程序：t=-20:0.1:20;x=(0.9.t).*sin(0.25.*pi.*t)+cos(0.25.*pi.*t);plot(t,x);4.已知序列：xk=1,2,0,-1,3,2;k=-2,-1,0,1,2,3,hk=1,-1,1;k=0,1,2.(1)计算离散序列的卷积和yk=xk*hk,并绘出其波形。程序：x=1,2,0,-1,3,2;h=1,-1,1;y=conv(x,h);stem(0:l

11、ength(y)-1,y);(2)计算离散序列的互相关函数Rxyk=求和xkyk+n,并绘出其波形。程序：x=1,2,0,-1,3,2;h=1,-1,1;y=xcorr(x,h);m=(length(y)-1)/2;stem(-m:m,y);5.数字信号处理的应用之一是从含有加性噪声的信号中去除噪声。现有被噪声污染的信号xk=sk+dk式中：sk=cos(0.08*pi*k)为原始信号；dk为均有分布的白噪声。(1)分别产生50点的序列sk和白噪声序列dk，将二者叠加生成xk,并在同一张图上绘出x0k,dk和xk的序列波形。程序：k=0:50;omega=pi*0.08;x=0.5*cos(o

12、mega*k);stem(k,x);程序：N=50;k=0:N-1;x=rand(1,N);stem(k,x);程序：N=50;k=0:N-1;x2=rand(1,N);omega=pi*0.08;x1=0.5*cos(omega*k);y=x1+x2;stem(k,x1+x2);2.对实验现象、实验结果的分析及其结论熟悉使用了matlab的一些信号的产生，基本上调用matlab自身的函数就能产生数字信号处理所需的一些简单信号，对以后的matlab及信号处理深入学习打下基础，直观地看到了信号与系统理论通过作图实际的表现了出来，感性上认识了DSP：DigitalSignalProcessing数字信号处理具体实现。当然了，这些信号表示了基本的matlab图形输出，为更加复杂的三维图形，动态作图或simulink等的学习使用打下基础。教师评语及评分： 签名：年月日