信号处理仿真(MATLAB)实验1-6

信号处理仿真(MATLAB)实验1-6
信号处理仿真(MATLAB)实验1-6

信号处理仿真(MATLAB)

实验指导书

青岛大学自动化工程学院电子工程系

2006年4月

MATLAB 实验一

一、实验目的:

1. Be familiar with MATLAB Environment

2. Be familiar with array and matrix

3. Be familiar with MATLAB operations and simple plot function

二、实验内容:

1. Be familiar with Matlab 6.5

Startup Matlab 6.5, browse the major tools of the Matlab desktop ? The Command Windows

? The Command History Windows ? Launch Pad

? The Edit/Debug Window ? Figure Windows

? Workspace Browser and Array Editer ? Help Browser

? Current Directory Browser

PART I:下列选择练习,不需提交实验报告

1. Give the answer of the following questions for the array

1.10.0

2.1

3.56

0.01.16.62.83.412.10.10.30.41.31.45.10.01.10.0

a r r a y -????-?

?=??-??-?? 1)What is the size of array1? size(array) 4 5

2)What is the value of array1(4,1)?

3)What is the size and value of array1(:,1:2)? 1.1000 0

0 1.1000 2.1000 0.1000 -1.4000 5.1000

4) What is the size and value of array1([1 3], end)? 6.0000 1.3000

2. Give the answer of the following commad 1) a=1:2:5;

a = 1 3 5

2) b=[a ’ a ’ a ’]; b =

1 1 1 3 3 3 5 5 5 3) c=b(1:2:3,1:2:3); c = 1 1 5 5 4) d=a+b(2,:)

d = 4 6 8

5) w=[zeros(1,3) ones(3,1)’ 3:5’]

w = 0 0 0 1 1 1 3 4 5 3. Give the answer of the sub-arrays

1.10.0

2.1

3.56

0.01.16.62.83.412.10.10.30.41.31.45.10.01.10.0

a r r a y -????-?

?=??-??-?? 1) array1(3,:); 2.1000 0.1000 0.3000 -0.4000 1.3000 2) array1(:,3); 2.1000 -6.6000 0.3000 0

3) array1(1:2:3,[3 3 4])

2.1000 2.1000 -

3.5000 0.3000 0.3000 -0.4000 4) array1([1 1],:)

1.1000 0

2.1000 -

3.5000 6.0000 1.1000 0 2.1000 -3.5000 6.0000 4. Give the answer of the following operations

2

21

11

,,,(2

)12022a b c d e y e --??????====?

?????--??????

1) a+b

3 -3 -1

4 2) a*d 2 -2 -1 2

3) a.*d 2 0 0 2 4) a*c 6 -5 5) a.*c wrong 6)a\b

1.0000 1.0000 0.5000 1.5000

7) a.\b

0.5000 0.5000 0 1.0000 8)a.^b

2.0000 -0.5000 1.0000 4.0000

PART I:下列选择练习,不需提交实验报告

1.Edit & Run the m-file

% test step response function

wn=6; kosi=[0.1:0.1:1.0 2]; figure(1); hold on for kos=kosi

num=wn^2; den=[1,2*kos*wn,wn.^2]; step(num,den);step 阶跃响应num 分子den 分母适量矩阵

end

hold off;

012345678910

0.20.40.60.811.2

1.41.6

1.8Step Response

Time (sec)

A m p l i t u d e

2.Edit & Run the m-file

% test plot function

x=0:pi/20:3*pi; y1=sin(x); y2=2*cos(2*x); plot(x,y1,'rv:',x,y2,'bo--');

title('Plot the Line of y=sin(2x) and its derivative'); xlabel('X axis'); ylabel('Y axis'); legend('f(x)','d/dx f(x)'); grid on;

Plot the Line of y=sin(2x) and its derivative

X axis

Y a x i s

3. Edit & Run the m-file

% test subplot and loglog function

x=0:0.1:10; y=x.^2-10.*x+26; subplot(2,2,1); plot(x,y); grid on;

subplot(2,2,2); semilogx(x,y); grid on; subplot(2,2,3); semilogy(x,y); grid on; subplot(2,2,4); loglog(x,y); grid on;

0510

1020

3010-110

10

1

010

20

30

0510

10

10

1

10

2

10

-110

10

1

10

10

1

10

2

4.Edit & Run the m-file

% test max and plot function

volts=120; rs=50; rl=1:0.1:100;

amps=volts./(rs+rl); pl=(amps.^2).*rl; [maxvol,index]=max(pl); plot(rl,pl,rl(index),pl(index),'rh'); grid on;

0102030405060708090100

10203040506070

MATLAB 实验二

一、实验目的:

1. Learn to design branch statements program

2. Be familiar with relational and logical operators

3. Practice 2D plotting

二、实验内容:

PART I: (选择练习,不需提交实验报告)

1. Hold command exercise x=-pi:pi/20:pi;

y1=sin(x); y2=cos(x); plot(x,y1, 'b-'); hold on; plot(x,y2, 'k--'); hold off; legend ('sinx', 'cosx')

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8

2. Figure command exercise

figure(1);

subplot(2,1,1);

x=-pi:pi/20:pi; y=sin(x); plot(x,y); grid on; title('Subplot 1 Title'); subplot(2,1,2);

x=-pi:pi/20:pi; y=cos(x); plot(x,y); grid on; title('Subplot 2

Title');

-4

-3-2-10

1234

-1-0.500.5

1Subplot 1 Title

-4

-3

-2

-1

1

2

3

4

-1-0.500.5

1Subplot 2 Title

3. Polar Plots exercise

g=0.5;

theta=0:pi/20:2*pi;

gain=2*g*(1+cos(theta)); polar(theta,gain,'r-');

title('\fontsize{20} \bfGain versus angle \theta');

-4

-3-2-101234

-1-0.500.5

1Subplot 1 Title

Gain versus angle θ

4. Assume that a,b,c, and d are defined, and evaluate the following expression. a=20; b=-2; c=0; d=1;

(1) a>b; (2) b>d; (3) a>b&c>d; (4) a==b; (5) a&b>c; 6) ~~b; a=2; b=[1 –2;-0 10]; c=[0 1;2 0]; d=[-2 1 2;0 1 0]; (7) ~(a>b) (8) a>c&b>c (9) c<=d a=2; b=3; c=10; d=0;

(10) a*b^2>a*c (11) d|b>a (12) (d|b)>a a=20; b=-2; c=0; d=’Test’;

(13) isinf(a/b) (14) isinf(a/c) (15) a>b&ischar(d) (16) isempty(c)

5. Write a Matlab program to solve the function 1

()ln

1y x x

=-, where x is a number <1. Use an if structure to verify that the value passed to the program is legal. If the value of x is legal, caculate y(x). If not ,write a suitable error message and quit.

PART II: (需提交实验报告)

1.

3. Write out m. file and plot the figures with grids

Assume that the complex function f(t) is defined by the equation f(t)=(0.5-0.25i)t-1.0

Plot the amplitude and phase of function for 0 4.t ≤≤ t=0:0.1:4;

ft=(0.5-0.25i)*t-1.0; amp=abs(ft); phase=angle(ft);

subplot(211); plot(amp,t);

title('ft 的幅度相位图')

xlabel('t axis'); ylabel('ft 幅度 axis'); grid on subplot(212); plot(phase,t);

xlabel('t axis'); ylabel('ft 相位 axis'); grid on

0.4

0.60.81 1.2 1.4 1.6 1.8

0123

4

ft 的幅度相位图

t axis

f t 幅度 a x i s

-4

-3-2-1

01234

0123

4

t axis

f t 相位 a x i s

4. Write the Matlab statements required to calculate y(t) from the equation

22350

()350t t y t t t -+≥?=?

+

for value of t between –9 and 9 in steps of 0.5. Use loops and branches to perform this calculation.

5. Home work: 需提交实验报告

See the textbook page 73 : 2.12, 2.13, 2.15, 2.16

MATLAB实验三

一、实验目的:

1. Learn to design loop statements program

2. Be familiar with relational and logical operators

3. Practice 2D plotting

二、实验内容:

PART I: (选择练习,不需提交实验报告)

https://www.360docs.net/doc/c215377379.html,pare the 3 approaches follows (Loops and Vectorization)

%A. Perform calculation by For Loop with pre-initialize array

tic;

square=zeros(1,10000) %pre-initialize array

for ii=1:10000

square(ii)=ii^2;

square_root(ii)=ii^(1/2);

cube_root(ii)=ii^(1/3);

end

toc; t1=toc

%B. Perform calculation by For Loop without pre-initialize array

tic;

for ii=1:10000

square(ii)=ii^2;

square_root(ii)=ii^(1/2);

cube_root(ii)=ii^(1/3);

end

toc; t2=toc

%C. Perform calculation with vectors

tic;

ii=1:10000

square(ii)=ii.^2;

square_root(ii)=ii.^(1/2);

cube_root(ii)=ii.^(1/3);

end

toc; t3=toc

Home work: 需提交实验报告

Page 131: 3.2, 3.4, 3.8, 3.11

MATLAB 实验四

一、实验目的:

1. Learn to write MATLAB functions

2. Be familiar with complex data and character data

3. Practice 2D plotting

二、实验内容: Derivative of a function.

1. Write three Matlab functions to calculate the hyperbolic sine, cosine, and tangent functions:

s i n h (

),c o s h (

),t a n ()

2

2

x x

x x

x x

x x e e e e e e h e e

-----+-=+

then plot the shapes of hyperbolic sine, cosine, and tangent functions on one figure,

55x -≤≤.

2. Write a program use the function 32()552f x x x x =-+- and plot the line,

and search for the minimum and maximum in 200 steps over the range of 13x -≤≤, mark the minimum and maximum on the line figure.

3. Write a function to calculate the distance between two points 11(,)x y and 22(,)x y , that the points

should be given by ‘input ’ function.

4. Write a function complex_to that accept a complex number var , and returns two output

arguments containing the magnitude mag and angle theta of the complex number. The output angle should be in degrees.

Write another function polar_to_complex that accepts two input arguments containing the magnitude mag and angle theta of the complex number in degrees, and returns the complex number var .

4. Write a program that accepts a series of strings from a user with the input function, sorts

the strings into ascending order, and prints them out.

Derivative of a function. The derivative of a continuous function f(x) is defined by the equation

x

x f x x f x f dx d x ?-?+=→?)()(lim )(0

In a sampled function, this definition becomes

x

x f x f x f i i ?-=

+)

()()(1'

where

Home works: 需提交实验报告

Page 181: 4.15,4.16, 4.19, 4.20, 4.27

MATLAB 实验五

一、实验目的:

1. Be familiar with complex data and character data 2. ractice 2D plotting

二、实验内容:

1. Write three Matlab functions to calculate the hyperbolic sine, cosine, and tangent functions:

s i n h (

),c o s h (

),t a n ()

2

2

x x

x x

x x

x x e e e e e e h e e

-----+-=+

then plot the shapes of hyperbolic sine, cosine, and tangent functions on one figure,

55x -≤≤.

2. Write a program use the function 32()552f x x x x =-+- and plot the line,

and search for the minimum and maximum in 200 steps over the range of 13x -≤≤, mark the minimum and maximum on the line figure.

3. Write a function to calculate the distance between two points 11(,)x y and 22(,)x y , that the points

should be given by ‘input ’ function.

4. Write a function complex_to that accept a complex number var , and returns two output

arguments containing the magnitude mag and angle theta of the complex number. The output angle should be in degrees.

Write another function polar_to_complex that accepts two input arguments containing the magnitude mag and angle theta of the complex number in degrees, and returns the complex number var .

5. Write a program that accepts a series of strings from a user with the input function, sorts the strings into ascending order, and prints them out. Home works: 需提交实验报告

Page 181: 5.8, 5.10, 5.14, 5.16, 5.17, 5.22, 5.24

MATLAB 实验六

一、实验目的:

1. Practice 2D plotting and 3D plotting

2. Learn to use fplot function

3. Be familiar with cell arrays and structure arrays

二、实验内容:

1. Give the 3D plot figure of 0.30.1()sin(3),()cos()t t x t e t y t e t --== use plot3 function,

020

x ≤≤, and grid on, line width is 3.0.

-20

20

x

y

z

t=-10:0.1:10;

x=exp(-0.3*t).*sin(3*t); y=exp(-0.1*t).*cos(t);

plot3(x,y,t,'linewidth',3);grid on xlabel('x') ylabel('y') zlabel('z')

2. Plot the function sin x y e x -=, 02x ≤≤, step 0.1. Create the following plot types: (a) stem

plot; (b) stair plot; (c) bar plot; (d) compass plot. x=0:0.1:2; y=exp(-x).*sin(x); subplot(221);stem(x,y); subplot(222);stairs(x,y); subplot(223);bar(x,y); subplot(224);compass(x,y);

00.51 1.52

0.10.20.30.4-1

1

2

3

00.10.20.3

0.4

3. Plot the function ()f x = over the range 0.110.0x ≤≤ using function fplot, and

grid on. function y=myfun(x) y=1./sqrt(x); fh=@myfun; fplot(fh,[0 20]);grid on

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

00.511.522.533.544.5

5

4. Create a cell arrays:

a={[1 4 3;0 5 8;7 2 9],'anne smith',3+7i;5-2i,-3.14,[];3.14,[],5}

a =

[3x3 double] 'anne smith' [3.0000+ 7.0000i] [5.0000- 2.0000i] [ -3.1400] [] [ 3.1400] [] [ 5]

5. Create a structure arrays and to calculate the mean billing of three patients:

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Page 285:6.4, 6.9, 6.11

MATLAB实验七

一、实验目的:

Be familiar with Input/Output functions

二、实验内容:

1. Write a m-file. The m-file creates an array containing 150

?random values, sorts the array into ascending order, opens a user-specified file for writing only, then writes the array to disk in 32-bit floating-point format , and close the file. It then opens the file and read the data back into 510

?array.

?square matrix, then import the array use

2. Edit a file as data4_4.txt that contains 44

uiimport function, and calculate the inverse of the square matrix .

3. Write a program to read a set of integers from an input data file, and locate the largest and

smallest values within the data file. Print out the largest and smallest values, together with the lines on which they were found in one figure.

MATLAB实验八

一、实验目的:

1.Be familiar with handle graphics

2. Learn about GUI

3. Learn to design PID control system with Simulink

二、实验内容:

1. Second Order System GUI Design

% SOSystem_GUI.m

set(gcf,'defaultuicontrolunits','normalized');

set(gcf,'defaultuicontrolfontsize',12);

str=' Second Order System Step response'; set(gcf,'name',str);

h_axes=axes('position',[0.05,0.2,0.6,0.7]); set(h_axes,'xlim',[0,15]);

现代数字信号处理仿真作业

现代数字信号处理仿真作业 1.仿真题3.17 仿真结果及图形: 图 1 基于FFT的自相关函数计算

图 3 周期图法和BT 法估计信号的功率谱 图 2 基于式3.1.2的自相关函数的计算

图 4 利用LD迭代对16阶AR模型的功率谱估计16阶AR模型的系数为: a1=-0.402637623107952-0.919787323662670i; a2=-0.013530139693503+0.024214641171318i; a3=-0.074241889634714-0.088834852915013i; a4=0.027881022353997-0.040734794506749i; a5=0.042128517350786+0.068932699075038i; a6=-0.0042799971761507 + 0.028686095385146i; a7=-0.048427890183189 - 0.019713457742372i; a8=0.0028768633718672 - 0.047990801912420i a9=0.023971346213842+ 0.046436389191530i; a10=0.026025963987732 + 0.046882756497113i; a11= -0.033929397784767 - 0.0053437929619510i; a12=0.0082735406293574 - 0.016133618316269i; a13=0.031893903622978 - 0.013709547028453i ; a14=0.0099274520678052 + 0.022233240051564i; a15=-0.0064643069578642 + 0.014130696335881i; a16=-0.061704614407581- 0.077423818476583i. 仿真程序(3_17): clear all clc %% 产生噪声序列 N=32; %基于FFT的样本长度

MATLAB仿真实验报告

MATLAB 仿真实验报告 课题名称:MATLAB 仿真——图像处理 学院:机电与信息工程学院 专业:电子信息科学与技术 年级班级:2012级电子二班 一、实验目的 1、掌握MATLAB处理图像的相关操作,熟悉相关的函数以及基本的MATLAB语句。 2、掌握对多维图像处理的相关技能,理解多维图像的相关性质 3、熟悉Help 命令的使用,掌握对相关函数的查找,了解Demos下的MATLAB自带的原函数文件。 4、熟练掌握部分绘图函数的应用,能够处理多维图像。 二、实验条件

MATLAB调试环境以及相关图像处理的基本MATLAB语句,会使用Help命令进行相关函数查找 三、实验内容 1、nddemo.m函数文件的相关介绍 Manipulating Multidimensional Arrays MATLAB supports arrays with more than two dimensions. Multidimensional arrays can be numeric, character, cell, or structure arrays. Multidimensional arrays can be used to represent multivariate data. MATLAB provides a number of functions that directly support multidimensional arrays. Contents : ●Creating multi-dimensional arrays 创建多维数组 ●Finding the dimensions寻找尺寸 ●Accessing elements 访问元素 ●Manipulating multi-dimensional arrays操纵多维数组 ●Selecting 2D matrices from multi-dimensional arrays从多维数组中选择二维矩 阵 (1)、Creating multi-dimensional arrays Multidimensional arrays in MATLAB are created the same way as two-dimensional arrays. For example, first define the 3 by 3 matrix, and then add a third dimension. The CAT function is a useful tool for building multidimensional arrays. B = cat(DIM,A1,A2,...) builds a multidimensional array by concatenating(联系起来)A1, A2 ... along the dimension DIM. Calls to CAT can be nested(嵌套). (2)、Finding the dimensions SIZE and NDIMS return the size and number of dimensions of matrices. (3)、Accessing elements To access a single element of a multidimensional array, use integer subscripts(整数下标). (4)、Manipulating multi-dimensional arrays

数字信号处理实验(吴镇扬)答案-2

(1) 观察高斯序列的时域和幅频特性,固定信号)(n x a 中参数p=8,改变q 的 值,使q 分别等于2、4、8,观察他们的时域和幅频特性,了解当q 取不同值时,对信号序列的时域和幅频特性的影响;固定q=8,改变p,使p 分别等于8、13、14,观察参数p 变化对信号序列的时域和幅频特性的影响,注意p 等于多少时会发生明显的泄漏现象,混叠是否也随之出现?记录实验中观察到的现象,绘出相应的时域序列和幅频特性曲线。 ()() ?????≤≤=-其他0150,2n e n x q p n a 解:程序见附录程序一: P=8,q 变化时: t/T x a (n ) k X a (k ) t/T x a (n ) p=8 q=4 k X a (k ) p=8 q=4 t/T x a (n ) p=8 q=8 k X a (k ) p=8 q=8 幅频特性 时域特性

t/T x a (n ) p=8 q=8 k X a (k ) p=8 q=8 t/T x a (n ) 5 10 15 k X a (k ) p=13 q=8 t/T x a (n ) p=14 q=8 5 10 15 k X a (k ) p=14 q=8 时域特性幅频特性 分析: 由高斯序列表达式知n=p 为期对称轴; 当p 取固定值时,时域图都关于n=8对称截取长度为周期的整数倍,没有发生明显的泄漏现象;但存在混叠,当q 由2增加至8过程中,时域图形变化越来越平缓,中间包络越来越大,可能函数周期开始增加,频率降低,渐渐小于fs/2,混叠减弱; 当q 值固定不变,p 变化时,时域对称中轴右移,截取的时域长度渐渐地不再是周期的整数倍,开始无法代表一个周期,泄漏现象也来越明显,因而图形越来越偏离真实值, p=14时的泄漏现象最为明显,混叠可能也随之出现;

数字信号处理实验一

实验一 离散时间信号分析 班级 信息131班 学号 201312030103 姓名 陈娇 日期 一、实验目的 掌握两个序列的相加、相乘、移位、反褶、卷积等基本运算。 二、实验原理 1.序列的基本概念 离散时间信号在数学上可用时间序列)}({n x 来表示,其中)(n x 代表序列的第n 个数字,n 代表时间的序列,n 的取值范围为+∞<<∞-n 的整数,n 取其它值)(n x 没有意义。离散时间信号可以是由模拟信号通过采样得到,例如对模拟信号)(t x a 进行等间隔采样,采样间隔为T ,得到)}({nT x a 一个有序的数字序列就是离散时间信号,简称序列。 2.常用序列 常用序列有:单位脉冲序列(单位抽样)) (n δ、单位阶跃序列)(n u 、矩形序列)(n R N 、实指数序列、复指数序列、正弦型序列等。 3.序列的基本运算 序列的运算包括移位、反褶、和、积、标乘、累加、差分运算等。 4.序列的卷积运算 ∑∞ -∞==-= m n h n x m n h m x n y )(*)()()()( 上式的运算关系称为卷积运算,式中代表两个序列卷积运算。两个序列的卷积是一个序列与另一个序列反褶后逐次移位乘积之和,故称为离散卷积,也称两序列的线性卷积。其计算的过程包括以下4个步骤。 (1)反褶:先将)(n x 和)(n h 的变量n 换成m ,变成)(m x 和)(m h ,再将)(m h 以纵轴为对称轴反褶成)(m h -。

(2)移位:将)(m h -移位n ,得)(m n h -。当n 为正数时,右移n 位;当n 为负数时,左移n 位。 (3)相乘:将)(m n h -和)(m x 的对应点值相乘。 (4)求和:将以上所有对应点的乘积累加起来,即得)(n y 。 三、主要实验仪器及材料 微型计算机、Matlab6.5 教学版、TC 编程环境。 四、实验内容 (1)用Matlab 或C 语言编制两个序列的相加、相乘、移位、反褶、卷积等的程序; (2)画出两个序列运算以后的图形; (3)对结果进行分析; (4)完成实验报告。 五、实验结果 六、实验总结

数字信号处理实验作业

实验6 数字滤波器的网络结构 一、实验目的: 1、加深对数字滤波器分类与结构的了解。 2、明确数字滤波器的基本结构及其相互间的转换方法。 3、掌握用MA TLAB 语言进行数字滤波器结构间相互转换的子函数及程序编写方法。 二、实验原理: 1、数字滤波器的分类 离散LSI 系统对信号的响应过程实际上就是对信号进行滤波的过程。因此,离散LSI 系统又称为数字滤波器。 数字滤波器从滤波功能上可以分为低通、高通、带通、带阻以及全通滤波器;根据单位脉冲响应的特性,又可以分为有限长单位脉冲响应滤波器(FIR )和无限长单位脉冲响应滤波器(IIR )。 一个离散LSI 系统可以用系统函数来表示: M -m -1-2-m m m=0 012m N -1-2-k -k 12k k k=1 b z b +b z +b z ++b z Y(z)b(z)H(z)=== =X(z)a(z) 1+a z +a z ++a z 1+a z ∑∑ 也可以用差分方程来表示: N M k m k=1 m=0 y(n)+a y(n-k)=b x(n-m)∑∑ 以上两个公式中,当a k 至少有一个不为0时,则在有限Z 平面上存在极点,表达的是以一个IIR 数字滤波器;当a k 全都为0时,系统不存在极点,表达的是一个FIR 数字滤波器。FIR 数字滤波器可以看成是IIR 数字滤波器的a k 全都为0时的一个特例。 IIR 数字滤波器的基本结构分为直接Ⅰ型、直接Ⅱ型、直接Ⅲ型、级联型和并联型。 FIR 数字滤波器的基本结构分为横截型(又称直接型或卷积型)、级联型、线性相位型及频率采样型等。本实验对线性相位型及频率采样型不做讨论,见实验10、12。 另外,滤波器的一种新型结构——格型结构也逐步投入应用,有全零点FIR 系统格型结构、全极点IIR 系统格型结构以及全零极点IIR 系统格型结构。 2、IIR 数字滤波器的基本结构与实现 (1)直接型与级联型、并联型的转换 例6-1 已知一个系统的传递函数为 -1-2-3 -1-2-3 8-4z +11z -2z H(z)=1-1.25z +0.75z -0.125z 将其从直接型(其信号流图如图6-1所示)转换为级联型和并联型。

MATLAB仿真实验全部

实验一 MATLAB 及仿真实验(控制系统的时域分析) 一、实验目的 学习利用MATLAB 进行控制系统时域分析,包括典型响应、判断系统稳定性和分析系统的动态特性; 二、预习要点 1、 系统的典型响应有哪些 2、 如何判断系统稳定性 3、 系统的动态性能指标有哪些 三、实验方法 (一) 四种典型响应 1、 阶跃响应: 阶跃响应常用格式: 1、)(sys step ;其中sys 可以为连续系统,也可为离散系统。 2、),(Tn sys step ;表示时间范围0---Tn 。 3、),(T sys step ;表示时间范围向量T 指定。 4、),(T sys step Y =;可详细了解某段时间的输入、输出情况。 2、 脉冲响应: 脉冲函数在数学上的精确定义:0 ,0)(1)(0 ?==?∞ t x f dx x f 其拉氏变换为:) ()()()(1)(s G s f s G s Y s f === 所以脉冲响应即为传函的反拉氏变换。 脉冲响应函数常用格式: ① )(sys impulse ; ② ); ,();,(T sys impulse Tn sys impulse ③ ),(T sys impulse Y = (二) 分析系统稳定性 有以下三种方法: 1、 利用pzmap 绘制连续系统的零极点图; 2、 利用tf2zp 求出系统零极点; 3、 利用roots 求分母多项式的根来确定系统的极点 (三) 系统的动态特性分析 Matlab 提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step 、单位脉冲响应函数impulse 、零输入响应函数initial 以及任意输入下的仿真函数lsim.

数字信号处理实验报告(实验1_4)

实验一 MATLAB 仿真软件的基本操作命令和使用方法 实验容 1、帮助命令 使用 help 命令,查找 sqrt (开方)函数的使用方法; 2、MATLAB 命令窗口 (1)在MATLAB 命令窗口直接输入命令行计算3 1)5.0sin(21+=πy 的值; (2)求多项式 p(x) = x3 + 2x+ 4的根; 3、矩阵运算 (1)矩阵的乘法 已知 A=[1 2;3 4], B=[5 5;7 8],求 A^2*B

(2)矩阵的行列式 已知A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9],求A (3)矩阵的转置及共轭转置 已知A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9],求A' 已知B=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i], 求B.' , B' (4)特征值、特征向量、特征多项式 已知A=[1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4] ,求矩阵A的特征值、特征向量、特征多项式;

(5)使用冒号选出指定元素 已知:A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9];求A 中第3 列前2 个元素;A 中所有列第2,3 行的元素; 4、Matlab 基本编程方法 (1)编写命令文件:计算1+2+…+n<2000 时的最大n 值;

(2)编写函数文件:分别用for 和while 循环结构编写程序,求 2 的0 到15 次幂的和。

5、MATLAB基本绘图命令 (1)绘制余弦曲线 y=cos(t),t∈[0,2π]

(2)在同一坐标系中绘制余弦曲线 y=cos(t-0.25)和正弦曲线 y=sin(t-0.5), t∈[0,2π] (3)绘制[0,4π]区间上的 x1=10sint 曲线,并要求: (a)线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号; (b)坐标轴控制:显示围、刻度线、比例、网络线 (c)标注控制:坐标轴名称、标题、相应文本; >> clear;

数字信号处理实验

实验一 离散傅里叶变换(DFT )对确定信号进行谱分析 一.实验目的 1.加深对DFT 算法原理和基本性质的理解。 2.熟悉DFT 算法和原理的编程方法。 3.学习用DFT 对信号进行谱分析的方法,了解可能出现的误差及其原因,以便在实际中正确利用。 二.实验原理 一个连续信号)(t x a 的频谱可以用其傅里叶变换表示,即 dt e t x j X t j a a Ω-∞ ∞ -? = Ω)()( 若对)(t x a 进行理想采样可得采样序列 )(|)()(nT x t x n x a nT t a === 对)(n x 进行DTFT ,可得其频谱为: ∑∞ -∞ =-= n n j j e n x e X ωω )()( 其中数字频率ω与模拟频率Ω的关系为: s f T Ω = Ω=ω )(n x 的DFT 为∑∞ -∞ =-= n nk N j e n x k X π 2)()( 若)(t x a 是限带信号,且在满足采样定理的条件下,)(ω j e X 是)(Ωj X a 的周期延拓, )(k X 是)(ωj e X 在单位圆上的等间隔采样值,即k N j e X k X πωω2| )()(= =。 为在计算机上分析计算方便,常用)(k X 来近似)(ω j e X ,这样对于长度为N 的有限 长序列(无限长序列也可用有限长序列来逼近),便可通过DFT 求其离散频谱。 三.实验内容 1.用DFT 对下列序列进行谱分析。 (1))()04.0sin(3)(100n R n n x π=

1 (2)]0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1[)(=n x 2.为了说明高密度频谱和高分辨率频谱之间的区别,考察序列 )52.0cos()48.0cos()(n n n x ππ+= (1)当0≤n ≤10时,确定并画出x(n)的离散傅里叶变换。 (2)当0≤n ≤100时,确定并画出x(n)的离散傅里叶变换。 四.实验结果 1. (1) (2)

数字信号处理实验作业

实验5 抽样定理 一、实验目的: 1、了解用MA TLAB 语言进行时域、频域抽样及信号重建的方法。 2、进一步加深对时域、频域抽样定理的基本原理的理解。 3、观察信号抽样与恢复的图形,掌握采样频率的确定方法和插公式的编程方法。 二、实验原理: 1、时域抽样与信号的重建 (1)对连续信号进行采样 例5-1 已知一个连续时间信号sin sin(),1Hz 3 ππ=0001f(t)=(2f t)+6f t f ,取最高有限带宽频率f m =5f 0,分别显示原连续时间信号波形和F s >2f m 、F s =2f m 、F s <2f m 三情况下抽样信号的波形。 程序清单如下: %分别取Fs=fm ,Fs=2fm ,Fs=3fm 来研究问题 dt=0.1; f0=1; T0=1/f0; m=5*f0; Tm=1/fm; t=-2:dt:2; f=sin(2*pi*f0*t)+1/3*sin(6*pi*f0*t); subplot(4,1,1); plot(t,f); axis([min(t),max(t),1.1*min(f),1.1*max(f)]); title('原连续信号和抽样信号'); for i=1:3; fs=i*fm;Ts=1/fs; n=-2:Ts:2; f=sin(2*pi*f0*n)+1/3*sin(6*pi*f0*n); subplot(4,1,i+1);stem(n,f,'filled'); axis([min(n),max(n),1.1*min(f),1.1*max(f)]); end 程序运行结果如图5-1所示:

原连续信号和抽样信号 图5-1 (2)连续信号和抽样信号的频谱 由理论分析可知,信号的频谱图可以很直观地反映出抽样信号能否恢复原模拟信号。因此,我们对上述三种情况下的时域信号求幅度谱,来进一步分析和验证时域抽样定理。 例5-2编程求解例5-1中连续信号及其三种抽样频率(F s>2f m、F s=2f m、F s<2f m)下的抽样信号的幅度谱。 程序清单如下: dt=0.1;f0=1;T0=1/f0;fm=5*f0;Tm=1/fm; t=-2:dt:2;N=length(t); f=sin(2*pi*f0*t)+1/3*sin(6*pi*f0*t); wm=2*pi*fm;k=0:N-1;w1=k*wm/N; F1=f*exp(-j*t'*w1)*dt;subplot(4,1,1);plot(w1/(2*pi),abs(F1)); axis([0,max(4*fm),1.1*min(abs(F1)),1.1*max(abs(F1))]); for i=1:3; if i<=2 c=0;else c=1;end fs=(i+c)*fm;Ts=1/fs; n=-2:Ts:2;N=length(n); f=sin(2*pi*f0*n)+1/3*sin(6*pi*f0*n); wm=2*pi*fs;k=0:N-1; w=k*wm/N;F=f*exp(-j*n'*w)*Ts; subplot(4,1,i+1);plot(w/(2*pi),abs(F)); axis([0,max(4*fm),1.1*min(abs(F)),1.1*max(abs(F))]); end 程序运行结果如图5-2所示。 由图可见,当满足F s≥2f m条件时,抽样信号的频谱没有混叠现象;当不满足F s≥2f m 条件时,抽样信号的频谱发生了混叠,即图5-2的第二行F s<2f m的频谱图,,在f m=5f0的围,频谱出现了镜像对称的部分。

数字信号处理实验答案完整版

数字信号处理实验答案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

实验一熟悉Matlab环境 一、实验目的 1.熟悉MATLAB的主要操作命令。 2.学会简单的矩阵输入和数据读写。 3.掌握简单的绘图命令。 4.用MATLAB编程并学会创建函数。 5.观察离散系统的频率响应。 二、实验内容 认真阅读本章附录,在MATLAB环境下重新做一遍附录中的例子,体会各条命令的含义。在熟悉了MATLAB基本命令的基础上,完成以下实验。 上机实验内容: (1)数组的加、减、乘、除和乘方运算。输入A=[1 2 3 4],B=[3 4 5 6],求C=A+B,D=A-B,E=A.*B,F=A./B,G=A.^B并用stem语句画出A、B、C、D、E、F、G。 clear all; a=[1 2 3 4]; b=[3 4 5 6]; c=a+b; d=a-b; e=a.*b; f=a./b; g=a.^b; n=1:4; subplot(4,2,1);stem(n,a); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('A'); subplot(4,2,2);stem(n,b); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('B'); subplot(4,2,3);stem(n,c); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('C'); subplot(4,2,4);stem(n,d); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('D'); subplot(4,2,5);stem(n,e); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('E'); subplot(4,2,6);stem(n,f); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('F'); subplot(4,2,7);stem(n,g); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('G'); (2)用MATLAB实现下列序列: a) x(n)= 0≤n≤15 b) x(n)=e+3j)n 0≤n≤15 c) x(n)=3cosπn+π)+2sinπn+π) 0≤n≤15 d) 将c)中的x(n)扩展为以16为周期的函数x(n)=x(n+16),绘出四个周期。

数字信号处理实验(吴镇扬)答案-4

实验四 有限长单位脉冲响应滤波器设计 朱方方 0806020433 通信四班 (1) 设计一个线性相位FIR 高通滤波器,通带边界频率为0.6π,阻带边界频率为0.4π,阻 带衰减不小于40dB 。要求给出h(n)的解析式,并用MATLAB 绘出时域波形和幅频特性。 解: (1) 求数字边界频率: 0.6 , .c r ωπωπ== (2) 求理想滤波器的边界频率: 0.5n ωπ= (3) 求理想单位脉冲响应: []d s i n ()s i n [()] () ()1n n n n n n h n n παωαα παωα π?-- -≠??-=? ? -=?? (4) 选择窗函数。阻带最小衰减为-40dB ,因此选择海明窗(其阻带最小衰减为-44dB);滤 波器的过渡带宽为0.6π-0.4π=0.2π,因此 6.21 0.231 , 152 N N N ππα-=?=== (5) 求FIR 滤波器的单位脉冲响应h(n): []31d sin (15)sin[0.5(15)] 1cos ()15()()()15(15)1 15 n n n R n n h n w n h n n n ππππ?---????-? ?≠? ???==-???? ? ?=? 程序: clear; N=31; n=0:N-1; hd=(sin(pi*(n-15))-sin(0.5*pi*(n-15)))./(pi *(n-15)); hd(16)=0.5; win=hanning(N); h=win'.*hd; figure; stem(n,h); xlabel('n'); ylabel('h(n)'); grid; title('FIR 高通滤波单位脉冲响应h(n)'); [H,w]=freqz(h,1); H=20*log10(abs(H)); figure;3 plot(w/pi,H); axis([0 1 -100 10]); xlabel('\omega/\pi'); ylabel('幅度/dB'); grid; title('FIR 高通滤波器,hanning 窗,N=31');

数字信号处理实验三

实验三:离散LSI 系统的频域分析 一、实验内容 2、求以下各序列的z 变换: 12030() ()sin() ()sin()n an x n na x n n x n e n ωω-=== 程序清单如下: syms w0 n z a; x1=n*a^n;X1=ztrans(x1) x2=sin(w0*n);X2=ztrans(x2) x3= exp(-a*n)*sin(w0*n);X3=ztrans(x3) 程序运行结果如下: X1 =z/(a*(z/a - 1)^2) X2 =(z*sin(w0))/(z^2 - 2*cos(w0)*z + 1) X3 =(z*exp(a)*sin(w0))/(exp(2*a)*z^2 - 2*exp(a)*cos(w0)*z + 1) 3、求下列函数的逆z 变换 0 312342 1 1() () () ()() 1j z z z z X z X z X z X z z a z a z e z ω---= = = = ---- 程序清单如下: syms w0 n z a; X1=z/(z-a);x1=iztrans(X1) X2= z/(a-z)^2;x2=iztrans(X2) X3=z/ z-exp(j*w0);x3=iztrans(X3) X4=(1-z^-3)/(1-z^-1);x4=iztrans(X4) 程序运行结果如下: x1 =a^n x2 =n*a^n/a 课程名称 数字信号 实验成绩 指导教师 实 验 报 告 院系 信息工程学院 班级 学号 姓名 日期

x3 =charfcn[0](n)-iztrans(exp(i*w0),w0,n) x4 =charfcn[2](n)+charfcn[1](n)+charfcn[0](n) 4、求一下系统函数所描述的离散系统的零极点分布图,并判断系统的稳定性 (1) (0.3)()(1)(1) z z H z z j z j -= +-++ z1=[0,0.3]';p1=[-1+j,-1-j]';k=1; [b1,a1]=zp2tf(z1,p1,k); subplot(1,2,1);zplane(z1,p1); title('极点在单位圆外); subplot(1,2,2);impz(b1,a1,20); 由图可见:当极点位于单位圆内,系统的单位序列响应随着频率的增大而收敛;当极点位于单位圆上,系统的单位序列响应为等幅振荡;当极点位于单位圆外,系统的单位序列响应随着频率的增大而发散。由此可知系统为不稳定系统。 -1 -0.5 00.51 -2 -1.5-1-0.500.511.5 2Real Part I m a g i n a r y P a r t 极点在单位圆外 n (samples) A m p l i t u d e Impulse Response

现代数字信号处理及应用仿真题答案

仿真作业 姓名:李亮 学号:S130101083

4.17程序 clc; clear; for i=1:500 sigma_v1=0.27; b(1)=-0.8458; b(2)=0.9458; a(1)=-(b(1)+b(2)); a(2)=b(1)*b(2); datlen=500; rand('state',sum(100*clock)); s=sqrt(sigma_v1)*randn(datlen,1); x=filter(1,[1,a],s); %% sigma_v2=0.1; u=x+sqrt(sigma_v2)*randn(datlen,1); d=filter(1,[1,-b(1)],s); %% w0=[1;0]; w=w0; M=length(w0); N=length(u); mu=0.005; for n=M:N ui=u(n:-1:n-M+1); y(n)=w'*ui; e(n)=d(n)-y(n); w=w+mu.*conj(e(n)).*ui; w1(n)=w(1); w2(n)=w(2); ee(:,i)=mean(e.^2,2); end end ep=mean(ee'); plot(ep); xlabel('迭代次数');ylabel('MSE');title('学习曲线'); plot(w1); hold; plot(w2); 仿真结果:

步长0.015仿真结果 0.10.20.30.4 0.50.60.7迭代次数 M S E 学习曲线

步长0.025仿真结果

步长0.005仿真结果 4.18 程序 data_len = 512; %样本序列的长度 trials = 100; %随机试验的次数 A=zeros(data_len,2);EA=zeros(data_len,1); B=zeros(data_len,2);EB=zeros(data_len,1); for m = 1: trials a1 = -0.975; a2 = 0.95; sigma_v_2 =0.0731; v = sqrt(sigma_v_2) * randn(data_len, 1, trials);%产生v(n) u0 = [0 0]; num = 1; den = [1 a1 a2]; Zi = filtic(num, den, u0); %滤波器的初始条件 u = filter(num, den, v, Zi); %产生样本序列u(n) %(2)用LMS滤波器来估计w1和w2 mu1 = 0.05; mu2 = 0.005; w1 = zeros(2, data_len);

增量调制MATLAB仿真实验

增量调制MATLAB仿真实验

增量调制(DM)实验 一、实验目的 (1)进一步掌握MATLAB的应用。 (2)进一步掌握计算机仿真方法。 (3)学会用MATLAB软件进行增量调制(DM)仿真实验。 二、实验原理 增量调制是由PCM发展而来的模拟信号数字化的一种编码方式,它是PCM的一种特例。增量调制编码基本原理是指用一位编码,这一位码不是表示信号抽样值的大小,而是表示抽样幅度的增量特性,即采用一位二进制数码“1”或“0”来表示信号在抽样时刻的值相对于前一个抽样时刻的值是增大还是减小,增大则输出“1”码,减小则输出“0”码。输出的“1”,“0”只是表示信号相对于前一个时刻的增减,不表示信号的绝对值。 增量调制最主要的特点就是它所产生的二进制代码表示模拟信号前后两个抽样值的差别(增加、还是减少)而不是代表抽样值本身的大小,因此把它称为增量调制。在增量调制系统的发端调制后的二进制代码1和0只表示信号这一个抽样时刻相对于前一个抽样时刻是增加(用1码)还是减少(用0码)。收端译码器每收到一个1码,译码器的输出相对于前一个时刻的值上升一个量化阶,而收到一个0码,译码器的输出相对于前一个时刻的值下降一个量化阶。 增量调制(DM)是DPCM的一种简化形式。在增量调制方式下,采用1比特量化器,即用1位二进制码传输样值的增量信息,预测器是

一个单位延迟器,延迟一个采样时间间隔。预测滤波器的分子系数向量是[0,1],分母系数为1。当前样值与预测器输出的前一样值相比较,如果其差值大于零,则发1码,如果小于零则发0码。 三、实验内容 增量调制系统框图如图一所示,其中量化器是一个零值比较器,根据输入的电平极性,输出为 δ,预测器是一个单位延迟器,其输出为前一个采样时刻的解码样值,编码器也是一个零值比较器,若其输入为负值,则编码输出为0,否则输出为1。解码器将输入1,0符号转换为 δ,然后与预测值相加后得出解码样值输出,同时也作为预测器的输入 输入样值 e n e n =δsgn(e n ) 传输 n ) n n-1+δsgn(e n ) x n + - + + 预测输出 + n-1 + 预测输出 解码样值输出 x n-1 预测输入x n =x n-1+δsgn(e n ) 图一 增量调制原理框图 设输入信号为: x(t)=sin2π50t+0.5sin 2π150t 增量调制的采样间隔为1ms,量化阶距δ=0.4,单位延迟器初始值为0。建立仿真模型并求出前20个采样点使客商的编码输出序列以 解码 编码 二电平量化 单位延迟 单位 延迟

数字信处理上机实验答案全

数字信处理上机实验答 案全 Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】

第十章 上机实验 数字信号处理是一门理论和实际密切结合的课程,为深入掌握课程内容,最好在学习理论的同时,做习题和上机实验。上机实验不仅可以帮助读者深入的理解和消化基本理论,而且能锻炼初学者的独立解决问题的能力。本章在第二版的基础上编写了六个实验,前五个实验属基础理论实验,第六个属应用综合实验。 实验一系统响应及系统稳定性。 实验二时域采样与频域采样。 实验三用FFT对信号作频谱分析。 实验四 IIR数字滤波器设计及软件实现。 实验五 FIR数字滤波器设计与软件实现 实验六应用实验——数字信号处理在双音多频拨号系统中的应用 任课教师根据教学进度,安排学生上机进行实验。建议自学的读者在学习完第一章后作实验一;在学习完第三、四章后作实验二和实验三;实验四IIR数字滤波器设计及软件实现在。学习完第六章进行;实验五在学习完第七章后进行。实验六综合实验在学习完第七章或者再后些进行;实验六为综合实验,在学习完本课程后再进行。 实验一: 系统响应及系统稳定性 1.实验目的 (1)掌握求系统响应的方法。 (2)掌握时域离散系统的时域特性。 (3)分析、观察及检验系统的稳定性。 2.实验原理与方法 在时域中,描写系统特性的方法是差分方程和单位脉冲响应,在频域可以用系统函数描述系统特性。已知输入信号可以由差分方程、单位脉冲响应或系统函数求出系统对于该输入信号的响应,本实验仅在时域求解。在计算机上适合用递推法求差分方程的解,最简单的方法是采用MATLAB语言的工具箱函数filter函数。也可以用MATLAB语言的工具箱函数conv函数计算输入信号和系统的单位脉冲响应的线性卷积,求出系统的响应。 系统的时域特性指的是系统的线性时不变性质、因果性和稳定性。重点分析实验系统的稳定性,包括观察系统的暂态响应和稳定响应。 系统的稳定性是指对任意有界的输入信号,系统都能得到有界的系统响应。或者系统的单位脉冲响应满足绝对可和的条件。系统的稳定性由其差分方程的系数决定。 实际中检查系统是否稳定,不可能检查系统对所有有界的输入信号,输出是否都是有界输出,或者检查系统的单位脉冲响应满足绝对可和的条件。可行的方法是在系统的输入端加入单位阶跃序列,如果系统的输出趋近一个常数(包括零),就可以断定系统是稳定的[19]。系统的稳态输出是指当∞ n时,系统的输出。如果系统稳定,信号加入 → 系统后,系统输出的开始一段称为暂态效应,随n的加大,幅度趋于稳定,达到稳态输出。 注意在以下实验中均假设系统的初始状态为零。 3.实验内容及步骤

数字信号处理实验4

数字信号处理实验四 第一题结果: (1)没有增加过渡点 源码如下: N = 15; H = [1 1 1 0.5 zeros(1,7) 0.5 1 1 1]; %确定抽样点的幅度大小 %H(3,13) = 0.75;H(5,11) = 0.25; %设置过渡点 k = 0:N-1; A = exp(-j*pi*k*(N-1)/N); %抽样点相位大小 HK = H.*A; %求抽样点的H(k) hn = ifft(HK,N); %求出FIR的单位冲激响应h(n) freqz(hn,1,256); %画出幅频相频曲线figure(2); stem(real(hn),'.'); %绘制单位冲激响应的实部 line([0,35],[0,0]);xlabel('n');ylabel('Real(h(n))'); 单位脉冲响应曲线 幅频和相频特性曲线

(2)增加过渡点 源码如下: N = 15; H = [1 1 1 0.5 zeros(1,7) 0.5 1 1 1]; %确定抽样点的幅度大小 H(3) = 0.75;H(13) = 0.75;H(5) = 0.25;H(11) = 0.25; %设置过渡点 k = 0:N-1; A = exp(-j*pi*k*(N-1)/N); %抽样点相位大小 HK = H.*A; %求抽样点的H(k) hn = ifft(HK,N); %求出FIR的单位冲激响应h(n) freqz(hn,1,256); %画出幅频相频曲线figure(2); stem(real(hn),'.'); %绘制单位冲激响应的实部 line([0,35],[0,0]);xlabel('n');ylabel('Real(h(n))'); 单位脉冲响应曲线 幅频和相频特性曲线 第二题结果:

高频电子线路Matlab仿真实验

高频电子线路Matlab 仿真实验要求 1. 仿真题目 (1) 线性频谱搬移电路仿真 根据线性频谱搬移原理,仿真普通调幅波。 基本要求:载波频率为8kHz ,调制信号频率为400Hz ,调幅度为0.3;画出调制信号、载波信号、已调信号波形,以及对应的频谱图。 扩展要求1:根据你的学号更改相应参数和代码完成仿真上述仿真;载波频率改为学号的后5位,调制信号改为学号后3位,调幅度设为最后1位/10。(学号中为0的全部替换为1,例如学号2010101014,则载波为11114Hz ,调制信号频率为114,调幅度为0.4)。 扩展要求2:根据扩展要求1的条件,仿真设计相应滤波器,并获取DSB-SC 和SSB 的信号和频谱。 (2) 调频信号仿真 根据调频原理,仿真调频波。 基本要求:载波频率为30KHz ,调制信号为1KHz ,调频灵敏度32310f k π=??,仿真调制信号,瞬时角频率,瞬时相位偏移的波形。 扩展要求:调制信号改为1KHz 的方波,其它条件不变,完成上述仿真。 2. 说明 (1) 仿真的基本要求每位同学都要完成,并且记入实验基本成绩。 (2) 扩展要求可以选择完成。

1.0 >> ma = 0.3; >> omega_c = 2 * pi * 8000; >> omega = 2 * pi * 400; >> t = 0 : 5 / 400 / 1000 : 5 / 400; >> u_cm = 1; >> fc = cos(omega_c * t); >> fa = cos(omega * t); >> u_am = u_cm * (1 + fa).* fc; >> U_c =fft(fc,1024); >> U_o =fft(fa,1024); >> U_am =fft(u_am, 1024); >> figure(1); >> subplot(321);plot(t, fa, 'k');title('调制信号');grid;axis([0 2/400 -1.5 1.5]); >> subplot(323);plot(t, fc, 'k');title('高频载波');grid;axis([0 2/400 -1.5 1.5]); >> subplot(325);plot(t, u_am, 'k');title('已调信号');grid;axis([0 2/400 -3 3]); >> fs = 5000; >> w1 = (0:511)/512*(fs/2)/1000; >> subplot(322);plot(w1, abs([U_am(1:512)']),'k');title('调制信号频谱');grid;axis([0 0.7 0 500]); >> subplot(324);plot(w1, abs([U_c(1:512)']),'k');title('高频载波频谱');grid;axis([0 0.7 0 500]); >> subplot(326);plot(w1, abs([U_am(1:512)']),'k');title('已调信号频谱');grid;axis([0 0.7 0 500]); 1.1 >> ma = 0.8; >> omega_c = 2 * pi * 11138; >> omega = 2 * pi * 138; >> t = 0 : 5 / 400 / 1000 : 5 / 400; >> u_cm = 1; >> fc = cos(omega_c * t);

西安电子科技大学数字信号处理大作业

数字信号处理大作业 班级:021231 学号: 姓名: 指导老师:吕雁

一写出奈奎斯特采样率和和信号稀疏采样的学习报告和体会 1、采样定理 在进行A/D信号的转换过程中,当采样频率fs.max大于信号中最高频 率fmax的2倍时(fs.max>2fmax),采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息,一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的5~10倍;采样定 理又称奈奎斯特定理。 (1)在时域 频带为F的连续信号 f(t)可用一系列离散的采样值f(t1),f(t1±Δt),f(t1±2Δt),...来表示,只要这些采样点的时间间隔Δt≤1/2F,便可根据各 采样值完全恢复原始信号。 (2)在频域 当时间信号函数f(t)的最高频率分量为fmax时,f(t)的值可由一系列 采样间隔小于或等于1/2fo的采样值来确定,即采样点的重复频率fs ≥2fmax。 2、奈奎斯特采样频率 (1)概述 奈奎斯特采样定理:要使连续信号采样后能够不失真还原,采样频率必须 大于信号最高频率的两倍(即奈奎斯特频率)。 奈奎斯特频率(Nyquist frequency)是离散信号系统采样频率的一半,因哈里·奈奎斯特(Harry Nyquist)或奈奎斯特-香农采样定理得名。采样定理指出,只要离散系统的奈奎斯特频率高于被采样信号的最高频率或带宽,就可 以真实的还原被测信号。反之,会因为频谱混叠而不能真实还原被测信号。 采样定理指出,只要离散系统的奈奎斯特频率高于采样信号的最高频率或 带宽,就可以避免混叠现象。从理论上说,即使奈奎斯特频率恰好大于信号带宽,也足以通过信号的采样重建原信号。但是,重建信号的过程需要以一个低 通滤波器或者带通滤波器将在奈奎斯特频率之上的高频分量全部滤除,同时还 要保证原信号中频率在奈奎斯特频率以下的分量不发生畸变,而这是不可能实 现的。在实际应用中,为了保证抗混叠滤波器的性能,接近奈奎斯特频率的分 量在采样和信号重建的过程中可能会发生畸变。因此信号带宽通常会略小于奈 奎斯特频率,具体的情况要看所使用的滤波器的性能。需要注意的是,奈奎斯 特频率必须严格大于信号包含的最高频率。如果信号中包含的最高频率恰好为

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