实验一基于DFT的信号识别系统

实一基的信号别统（）实验内：在语音识别、雷达信号处理、生物医学信号检测与识别等应用领域广泛使用基于离散傅立叶变换的谱分析技术。一个典型的信号识别系统如下图E3-1所示：(n

)

DFT图E3-1

信号识别系统框图

设系统的输入信号

x(

是具有单一频谱峰值的正弦信号，短时矩形窗将信号截短为有限长，经过变换得到频谱，频率检测器检测频谱最大峰值的位置，即对应的频率，然后由分类器识别信号的类别。分类器的分类判决规则为第一类：最大峰值频率分布范围（）为

200

。第二类：最大峰值频率分布范围（）为

f500

。第三类：最大峰值频率分布范围（）为

f1000

。第四类：最大峰值频率分布范围（）为f。设采样频率为

fHz

，短时矩形窗宽度N为1000。短时加窗信号经过DFT可以得到连续频谱0围内的1000个取样点。1)编程实现该系统。2)输入信号

xn)

，理论计算并画出

f

范围的幅度谱，标出峰值频率，观察系统的实际识别结果，分析其正确性。3)输入信号

x(n1..5

，理论计算并画出

ff

范围的幅度谱，标出峰值频率，观察系统的实际识别结果，分析其正确性。4)输入信号

x(n)0.7sin(0.14

理论计算并画出

ff

范围的幅度谱标

出峰值频率，观察系统的实际识别结果，分析其正确性。5)输入信号

x()1.2)9.5

，理论计算并画出

ff

范围的幅度谱，标出峰值频率，观察系统的实际识别结果，分析其正确性。6)输入信号

x(n)

，理论计算并画出

f

范围的幅度谱，标出峰值频率，观察系统的实际识别结果，分析其正确性。（）实验要：1)简述实验目的和原理。2)按实验内容顺序给出实验结果。3)回答思考题（1）

实二字波设与现实验内：在通信、信息处理以及信号检测等应用领域广泛使用滤波器进行去噪和信号的增强。FIR波器由于可实现线性相位特性以及固有的稳定特征而得到广泛应用，其典型的设计方法是窗函数设计法。设计流程如下：1）设定指标:截止频率

f

，过渡带宽度

，阻带衰减A。2）求理想的时域响应

(

。3）选择窗函数

wn

，确定窗长N。4）将

(

右移（N-1/2点并加窗获取线性相位滤波器的单位脉冲响应

n)

。5）求FIR的频率响应重新选择，否则继续。

H(j

，分析是否满足指标。如不满足，转6）求FIR的系统函数

(Z)

。7据差分方程由软件实现滤波器或依据系统函数由硬件实现。实验要求采用哈明（）窗设计一个通滤波器并由软件实现。哈明窗函数如下：

()0.54

2

)

,n设采样频率为

fk

。实验中，窗长度N截止频率f应该能够调节变化。具体实验内容如下：1）设计FIR低通滤波器FIR_LPF（书面进行2)依据差分方程编程实现低通滤波器。3)输入信号

x()sin(0.16f=2000HzFIR_LPF，求输出信号

y(n

，理论计算并画出

f

范围输入信号

x(

和输出信号

yn)

的幅度谱标出峰值频率观察滤波器的实际输出结果分析其正确性。4)输入信号

xn)1.5sin(0.2)1.2到=1100Hz，N=65的FIR_LPF，求输出信号

yn)

，理论计算并画出

f

范围输入信号

x(

和输出信号

yn)

的幅度谱，标出峰值频率，观察滤波器的实际输出结果，分析其正确性。5)输入信号

xn)1.5sin(0.2)1.2到=2100Hz，N=65的FIR_LPF，求输出信号

yn)

，理论计算并画出

f

范围输入信号

x(

和输出信号

yn)

的幅度谱，标出峰值频率，观察滤波器的实际输出结果，分析其正确性。6)输入信号

x(n)1.5sin(0.2cos(0.45.0sin(0.9)到f，N=65的FIR_LPF，求输出信号

yn)

，理论计算并画出

f

范围输入信号

x(

和输出信号

yn)

的幅度谱，标出峰值频率，观察滤波器的实际输出结果，分析其正确性。7)输入信号

xn)1.5sin(0.2)1.2到=1990Hz，N=65的FIR_LPF，求输出信号

yn)

，理论计算并画出

f

范