第一章离散时间信号的时域分析

1、 南昌大学实验报告学生姓名： 学 号: 6103413001 专业班级： 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期： 实验成绩： 第三章：离散时间信号的时域分析一、实验目的：1、学会用MATLAB在时域中产生一些基本的离散时间信号，并对这些信号进行一些基本的运算。2、学会使用基本的MATLAB命令，并将它们应用到简单的数字信号处理问题中。二、实验要求：1、学习并调试本章所给的例子。2、回答书后给出的问题。3、实验报告仅回答偶数信号的例子。三、实验程序及结果Q3.2运行程序P3.1求离散时间傅立叶变换的实部、虚部以及幅度和相位谱列。离散时间傅立叶变换是的周期函数吗？若是，周期是多少？描述这四

2、个图形的对称性。程序：%离散时间傅立叶变换的频率样本w=-4*pi:8*pi/511:4*pi;num=2 1;den=1 -0.6;h=freqz(num,den,w);%plot the DTFTsubplot(2,1,1)plot(w/pi,real(h);gridtitle('H(e|jomegal|)的实部')xlabel('omega/pi');ylabel('振幅');subplot(2,1,2)plot(w/pi,imag(h);gridtitle('H(e|jomegal|)的虚部')xlabel('om

3、ega/pi');ylabel('振幅');pause%暂停等待指令执行后面程序subplot(2,1,1)plot(w/pi,abs(h);gridtitle('|H(e|jomega|)|幅度谱')xlabel('omega/pi');ylabel('振幅'); subplot(2,1,2)plot(w/pi,angle(h);gridtitle('相位谱argH(e|jomega|)')xlabel('omega/pi');ylabel('以弧度为单位的相位');程序结

4、果如下：离散时间傅立叶变换是的周期函数，周期为2傅立叶变换虚部根据=0点奇对称傅立叶变换实部根据=0轴偶对称相位谱根据=0点奇对称幅度谱根据=0轴偶对称Q1.3 修改程序P1.1，以产生带有延时11个样本的延迟单位样本序列udn。运行修改的程序并显示产生的序列。程序：%产生并绘制一个单位样本序列延时11clf;n=-10:20;u=zeros(1,21) 1 zeros(1,9);stem(n,u);%绘制单位样本序列stem绘制离散xlabel('时间序号n');ylabel('振幅');title('单位样本序列');axis(-10 20

5、0 1.2);%y坐标为1.2，x坐标为-10至20所得图像如下所示： Q1.5 修改程序P1.1，以产生带有超前7个样本的延时单位阶跃序列sdn。运行修改后的程序并显示产生的序列。%产生并绘制一个单位样本序列clf;n=-10:20;s=zeros(1,3) 1 ones(1,27);stem(n,s);%绘制单位样本序列stem绘制离散xlabel('时间序号n');ylabel('振幅');title('单位样本序列');axis(-10 20 0 1.5);%y坐标从0到1.5，x坐标为-10至20 图形显示如下：Q1.7 哪个参数控制该

6、序列的增长或衰减率？哪个参数控制该序列的振幅？ real(c)控制该序列的增长或者衰减率。K控制该序列的振幅。Q1.9 运算符real和imag的作用是什么？运算符real的作用是确定一个复数或者矩阵的实部。运算符imag的作用是确定一个复数或者矩阵的虚部。Q1.11 运行程序P1.3，以产生实数值得指数序列。程序：%生成一个实指数序列clf;n=0:35;a=1.2;k=0.2;x=k*a.n;stem(n,x);xlabel('时间序列n');ylabel('振幅'); Q1.13算术运算符和.之间的区别是什么？算术运算符表示矩阵乘法，也就是，必须满足前一个

7、矩阵的列数等于后一个矩阵的行数。算术运算符.表示元素相乘，也就是向量或者矩阵中对应元素相乘。Q1.15该序列的长度是多少？怎样才能改变他？该序列的长度是36；通过改变“n=0:35”中的“0”或者“35”这个数字可以改变序列的长度。Q1.17 运行程序P1.4，以产生正弦序列并显示它。程序：%产生一个正弦序列频率为0.08，振幅为2.5，相移90度n=0:50;f=0.08;%频率0.08phase=pi/2;%相移90度A=2.5;%振幅arg=2*pi*f*n-phase;x=A*sin(arg);clf;%清除旧图形stem(n,x);axis(0 50 -3 3);%x坐标0到50，y

8、坐标-3到3grid;%产生网格title('正弦序列频率为0.08，振幅为2.5，相移90度');xlabel('时间序列');ylabel('振幅');Q1.19该序列的长度是多少？怎样可以改变它？该序列长度为41；可以通过改变n序列的取值来改变它，例如n=0:50,则序列长度为51，同时应注意axis的x域的取值范围。Q1.21axis和grid命令的作用是什么？axis的命令的作用是手工设置图中坐标的尺度。grid命令是在当前图形上增加或者减少网格线。 Q1.23 修改上述程序，以产生一个长度为50、频率为0.08、振幅为2.5、相移为9

9、0度的一个正弦序列并显示它。该序列的周期是多少？%产生一个正弦序列频率为0.08，振幅为2.5，相移90度n=0:50;f=0.08;%频率0.08phase=pi/2;%相移90度A=2.5;%振幅arg=2*pi*f*n-phase;x=A*sin(arg);clf;%清除旧图形stem(n,x);axis(0 50 -3 3);%x坐标0到50，y坐标-3到3grid;%产生网格title('正弦序列频率为0.08，振幅为2.5，相移90度');xlabel('时间序列');ylabel('振幅');Q1.25在程序P1.4中用stairs

10、命令代替stem命令，运行新程序。新图形与习题 Q1.17和习题Q1.24中产生的图形有什么区别？程序：%产生一个正弦序列对比stem指令与staris指令的区别n=0:40;f=0.1;phase=0;A=1.5;arg=2*pi*f*n-phase;x=A*cos(arg);clf;%清除旧图形subplot(2,1,1);stem(n,x);title('正弦序列stem指令');grid;%产生网格subplot(2,1,2);stairs(n,x);axis(0 40 -2 2);%x坐标0到40，y坐标-2到2grid;%产生网格title('正弦序列sta

11、irs指令');xlabel('时间序列');ylabel('振幅');Q1.27 编写一个MATLAB程序，以产生并显示一个长度为75的高斯随机信号，该信号正态分布且均值为0，方差为3. 程序：N=75;x=0+3*randn(1,N);n=1:N;stem(n-1,x(n);title('随机信号');xlabel('时间指标 n');Q1.29 运行程序P1.5，以产生所有相关的信号。% 程序P1_5%通过平均的信号平滑clf;R = 51;d = 0.8*(rand(R,1) - 0.5); % 产生随机

12、噪声m = 0:R-1;s = 2*m.*(0.9.m); % 产生为污染的信号x = s + d' % 产生被噪音污染的信号subplot(2,1,1);plot(m,d','r-',m,s,'g-',m,x,'b-.');xlabel('时间序列 n');ylabel('振幅');legend('dn ','sn ','xn ');x1 = 0 0 x;x2 = 0 x 0;x3 = x 0 0;y = (x1 + x2 + x3)/3;subpl

13、ot(2,1,2);plot(m,y(2:R+1),'r-',m,s,'g-');legend( 'yn ','sn ');xlabel('时间序列 n');ylabel('振幅');Q1.31 使用语句x=s+d能产生被噪声污染的信号吗？若不能，为什么？不能，因为d产生的序列是长度为51的列向量，而s是长度为51的行向量，必须转置后才能进行运算，可以将d的表达式变为d = 0.8*(rand(1,R) - 0.5); 便无需转置。Q1.33 legend命令的作用是什么？用一个给定字符串作为标记在当前图上插上说明。Q1.35 算术运算符*和.*之间的区别是什么？ 算术运算符*表示矩阵相乘。算术运算符.*表示元素相乘。Q1.37 该信号的最大频率和最小频率是多少？ 假设自变量的形式是，则角频率是。最大频率为pi；最小频率为0。Q1.39 在命令窗口中键入who。此时在命令窗口会显示什么信息？ who：列出内存中的当前变量。Q1.41 编写matlab程序，以产生指定方波和锯齿波序列，并将序列绘制出来。程序1：生成方波t=0:30;x=square(2*pi*0.1.*t,60); %占空比 60%stem(t,x);axis(0,30,-1.5,1.5);title('方波