西北工业大学信号与系统实验五

1、西北工业大学信号与系统实验报告学 院:学 号:姓 名:专 业:实验时间:实验地点:指导教师:软件与微电子学院毅字楼陈勇西北工业大学200年 月、实验目的掌握离散时间傅里叶变换的综合公式和分析公式，以及离散时间傅里叶变换 的性质，并学会使用fft和ifft的数值计算实现分析公式和综合公式。二、实验要求仔细阅读实验指导书，练习对fft、ifft、residue等函数的使用，理解对DTFT 的数值实现的两个主要限制，分析实际应用中的一些问题，理解全通系统，用 DTFT来设计和辨识LTI系统；三、实验设备(环境)操作系统：Win10系统内存：8GBMATLAB 版本：R2014a四、实验内容与步骤5.

2、1计算dtft的样本 基本题：(1)问题描述与分析题目中要求使用解析方法计算矩形脉冲的DTFT ,通过计算可以得出X=(1-exp(-1*j*w*10).*1./(1-exp(-1*j*w);转换后，画出频谱图的幅值图和相位图；用fftshift对DTFT进行重新排列，再次画出X对w的幅值和相位(2)代码实现 % (b) N=100;k=0:N-1;w=2*pi*k/N;X=(1-exp(-10*j*w)./(1-exp(-j*w);figure;subplot(2,1,1) stem(w,abs(X) ylabel( 'abs(X)' ) subplot(2,1,2) ste

3、m(w,angle(X)ylabel( 'angle(X)' )% (c)N=100;k=0:N-1;w=2*pi*k/N;w1=w-pi;x=ones(1,10);X=fft(x,N);X1=fftshift(X);figure;subplot(2,1,1)stem(w1,abs(X1) ylabel( 'abs(XI)' ) subplot(2,1,2) stem(w1,angle(X1) ylabel( 'angle(XI)' )(3) Result(图形)MVASDaL11.LLN L刑kMHkj血匕疝怖;面fffrh缶加M klL -)

4、x(Fgna4 2 o-2012345674YqxsDa20-2-4-3-2-101234-4（4）实验结论由图（b）和图（c）两个图像中可以看出，图（c）是由图（b）后半部分移到前面所得到的图像，根据理论，理论上图（c）前半部分的频率与图（b）后半部分的频率相差一个2冗，而函数的周期即为2冗，所以理论上该 部分图形相同，实验图像结果与理论设想相符，所以该代码是正确的。5.2电话拨号音基本题：程序1如何使用计时函数tic、toc ;clc; clear;REPS = 1000;tic; %启动计时器total=0;for i=1:REPS % 做累加 total = total + i;end

5、Time =double(toc);% 关闭计时器并转换浮点数，64位 REPS1 = 10000;tic;%重新启动计时器total1=0;for i=1:REPS1 % 做累加total1 = total1 + i;endTimel =double(toc);%关闭计时器并转换浮点数，64位prompt='运算时间比'titla='显示窗口 ;a1=num2str(Time1/Time);%num2str把非整数数组转换为字符串 def=a1;lines=1;sita=inputdlg(prompt,titla,lines,def);程序2function dtmf

6、%DTMF generationn=0:999;d0=sin(0.7217*n)+sin(1.0247*n);d1=sin(0.5346*n)+sin(0.9273*n);d2=sin(0.5346*n)+sin(1.0247*n);d3=sin(0.5346*n)+sin(1.1328*n);d4=sin(0.5906*n)+sin(0.9273*n);d5=sin(0.5906*n)+sin(1.0247*n);d6=sin(0.5906*n)+sin(1.1328*n);d7=sin(0.6535*n)+sin(0.9273*n);d8=sin(0.6535*n)+sin(1.0247*

7、n);d9=sin(0.6535*n)+sin(1.1328*n);ko=zeros(1,500);ph电t=input('请输入七位电话号码：n','s');for i=1:7ph=ph ko;switch t(i)case '0'ph=ph d0;case '1'ph=ph d1;case '2'ph=ph d2;case '3'ph=ph d3;case '4'ph=ph d4;case '5'ph=ph d5;case '6'ph=ph d6;

8、case '7'ph=ph d7;case '8 ph=ph d8;otherwiseph=ph d9; endph=ph 0 0;end%produce sound of calling sound(ph,8192);%Recoded sound of calling s=;hm=1 2 3;4 5 6;7 8 9;0 0 0; % 建立号码表 k=1;for i=1:7while (ph(k)=0)&(ph(k+1)=0)k=k+1;endfor n=1:1000x(n)=ph(k+1);k=k+1;endX=abs(fft(x,2048);XL=450;f

9、or n=160:250 %XL=450;if XL<X(n)L=n;XL=X(n);end end XH=450;for n=290:380 %XH=450;if XH<X(n)H=n;XH=X(n);end endif abs(L-174)<8r=1;elseif abs(L-192)<8r=2;elseif abs(L-213)<8 r=3;elseif abs(L-235)<8r=4;endif abs(H-302)<5t=1;elseif abs(H-334)<5t=2;elseif abs(H-369)<5t=3;ends=s

10、hm(r,t);while (ph(k)=0)&(ph(k+1)=0)k=k+1;endk=k+1;endsQ5.3离散时间全通系统(a)a1=1,0,0,0;b1=0,0,0,1;H,w=freqz(b1,a1,10);Hf=abs(H);Hx=angle(H);附3、键0对应的双音信号时域波形和频谱图:4 0 0 20 ©0subplot(2,1,1);plot(w,Hf);title('离散系统幅值特性曲线);subplot(2,1,2);plot(w,Hx);title('离散系统相位特性曲线);离散外统幅值将件曲线禹的系婉相位特性曲线Hf=abs(H

11、);Hx=angle(H);结论：可以看出该系统是一个全通系统(b)a1=1,-0.75,0;b1=-0.75,1,0;H,w=freqz(b1,a1,10);subplot(2,1,1);plot(w,Hf);title( 'd?60?ai3-d?ai ?D?:u ? subplot(2,1,2);plot(w,Hx);title( 'a?e0?|,Li3?a?i ?D?u)?离散不绽幅值特性曲线离散系统相位特性曲线01023结论：可以看到两个系统的相位不一样；但是幅值一样所以当输入相同时，可以预期输出是相同的。5.4频率采样：基于 DTFT的滤波器设计(a)w=0:(2*p

12、i);a1=1,0,0,0；b1=0,0,0,1；H,w=freqz(b1,a1,400);Hf=abs(H);plot(w,Hf);title('离散系统幅值特性曲线)；得的系统幅值特性曲线05(b)wp=2*pi*2500;ws=2*pi*3500;Rp=1;As=30;N,wc=buttord(wp,ws,Rp,As,'s')B,A=butter(N,wc,'s')；fk=0:800/512:8000;wk=2*pi*fk;Hk=freqs(B,A,wk);figureplot(fk/1000,20*log10(abs(Hk);grid on;ti

13、tle('离散系统幅值特性曲线) axis(0,4,-35,5)离散系统蜡信特性曲线111.V-5dO*202530-35( JXF- - - - -E -1,”r :! i r . t 1 一一 ." -,-1 >iiiIfiIi)0 5111 S22.533.51I5.5系统辨识(a)N=64;n=0:N-1;x=power(-0.75,n);y=0.4*power(0.5,n)+0.6*power(-0.75,n);subplot(2,1,1);plot(n,x);title( 'xn');subplot(2,1,2);piot(n,y);titl

14、e( 'yn')；(b)N=64;n=0:N-1;w=2*pi*n/N;x=power(-0.75,n);subplot(2,1,2); plot(w,abs(Y); xlabel( 'w');title( 'Y');y=0.4*power(0.5,n)+0.6*power(-0.75,n);X=fft(x,N);Y=fft(y,N);subplot(2,1,1);plot(w,abs(X);xlabel( 'w');title( 'X');(c)clear all ;clc;N=64;n=0:N-1;w=2*pi

15、*n/N;x=power(-0.75,n);y=0.4*power(0.5,n)+0.6*power(-0.75,n);X=fft(x,N);Y=fft(y,N);H=Y./X;h=N*ifft(H);plot(n,h);xlabel( 'n' );title( 'hn');mm5.6离散时间系统的部分分式展开(a)a=6,-5,1;b=1,-1,0；(b)H(eAjw)=(1-eA(-jw)/(6-5*eA(-jw)+eA(-2jw)num=0,-1,1;den=1,-5,6;(c)clear all ;clc;num=0,-1,1;den=1,-5,6;r,p,k=residue(num,den)3. QU