数字信号处理上机实验答案(第三版)

xnones8);hnimpzBA8);subplot(2,2,2);y='y1(n)';stem(y1n,'y');subplot(2,2,4);y='y2(n)';stem(y2n,'y');neroserosnsubplot(2,2,2);y='y21(n)';stem(y21n,'y');subplot(2,2,3);y='h2(n)';stem(h2n,'y');%调用函数tstem绘图nsubplot(2,2,4);y='y22(n)';stem(y22n,'y');n5;xsinsin014*n)+sin(0.4*n);%产生正弦信号subplot(2,1,1);y='y31(n)';stem(y31n,'y');subplot(2,1,2);y='y32(n)';stem(y32n,'y');--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------实验程序运行结果及分析讨论实验内容(2)系统的单位冲响应、系统对和的响应序列分别如图(a)、(b)和(c)所示；实验内容(3)系统h1(n)和h2(n)对的输出响应分别如图(e)和(g)所示；实验内容(4)系统对和的响应序列分别如图(h)和(i)所示。由图(h)可见，系统对的响应逐渐衰减到零，所以系统稳定。由图(i)可见，系统对的稳态响应近似为正弦序列，这一结论验证了该系统的谐振频率是0.4rad。简答思考题系统的响应。①对输入信号序列分段；②求单位脉冲响应h(n)与各段的卷积；③将各段卷积结果相加。具体实现方法有第三章介绍的重叠相加法和重叠保留法。阶跃变化变得缓慢上升与下降。实验二时域采样与频域采样(注：本实验程序来自互联网，前半部分运行有误，请同学们自行检察，运行截图是正确的，可作参考)%时域采样理论验证程序exp2a.mTFsM=Tp*Fs;n=0:M-1;Aalphpiomegapi2^0.5;anTynxanT)';subplot(3,2,1);FsHzxlabelfHzylabelaxisFsmaxabsXk)])====================频域采样理论的验证程序清单%频域采样理论验证程序exp2b.mM=27;N=32;n=0:M;lMxnxaxbsubplotstemn,xn,'.');boxonk0:1023;wk=2*k/1024;%subplotplotwkabsXk);title('(a)FT[x(n)]');k=0:N/2-1;subplotstem(k,abs(X16k),'.');boxonn1=0:N/2-1;subplot2,4);stem(n1,x16n,'.');boxonk=0:N-1;subplot);stem(k,abs(X32k),'.');boxonn1=0:N-1;subplot(3,2,6);stem(n1,x32n,'.');boxon实验程序运行结果谱的确是以采样频率为周期对模拟信号频谱的周期延拓。当采样频率为1000Hz时频谱混叠--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------xnXejω)在[0，2π]上等间隔采样N=16时，N点IDFT[X(k)]得到的序列正是原序列x(n)以16为周期进行周期延拓后的主值区序列：NNNNNN时，如图图10.3.3(c)和(d)所示，由于N>M，频域采样定理，所以不存在时域混叠失真，因此。x(n)与NNNNNN2NNNN2Nclearall;closeall%实验内容(1)===================================================x3n=[xb,xa];X1k8=fft(x1n,8);X1k16=fft(x1n,16);X2k8=fft(x2n,8);X2k16=fft(x2n,16);X3k8=fft(x3n,8);X3k16=fft(x3n,16);%以下绘制幅频特性曲线axis([0,2,0,1.2*max(abs(X1k8))])----------------------------------------------------------------------bsXkTaxis([0,2,0,1.2*max(abs(X2k16))])axis([0,2,0,1.2*max(abs(X3k8))])Taxis([0,2,0,1.2*max(abs(X3k16))])%实验内容(2)周期序列谱分析==================================xncospi*n/4);x5n=cos(pi*n/4)+cos(pi*n/8);Xk=fft(x4n);X5k8=fft(x5n);N=16;n=0:N-1;xncospi*n/4);x5n=cos(pi*n/4)+cos(pi*n/8);Xk6=fft(x4n);axis0,2,0,1.2*max(abs(X4k8))])Taxis([0,2,0,1.2*max(abs(X4k16))])axis([0,2,0,1.2*max(abs(X5k8))])Taxis([0,2,0,1.2*max(abs(X5k16))])%实验内容(3)模拟周期信号谱分析===============================Fs;T=1/Fs;x6nT=cos(8*pi*n*T)+cos(16*pi*n*T)+cos(20*pi*n*T);XkfftshiftXk频率移到频谱中心Tp=N*T;F=1/Tp;%频率分辨率F----------------------------------------------------------------------FDFTkN=32;n=0:N-1;%FFT的变换区间N=16x6nT=cos(8*pi*n*T)+cos(16*pi*n*T)+cos(20*pi*n*T);XkfftshiftXk频率移到频谱中心Tp=N*T;F=1/Tp;%频率分辨率FkN=64;n=0:N-1;%FFT的变换区间N=16x6nT=cos(8*pi*n*T)+cos(16*pi*n*T)+cos(20*pi*n*T);XkfftshiftXk频率移到频谱中心Tp=N*T;F=1/Tp;%频率分辨率Fk--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------TXkkkN1、实验内容(1)(3b)的模不同。2、实验内容(2)，对周期序列谱分析正弦波的频谱，仅在0.25π处有1根单一谱线。如图(4b)和(4b)所示。处有2根单一谱线,如图(5b)所示。3、实验内容(3)，对模拟周期信号谱分析6ss。变换区间ss。变换区间观察时间Tp=0.5s，1s，是x6(t)的整数周期，所以所得频谱正确，如图(6b)和(6c)所示。图中3谱线所在的频率值不变，如图(6b)和(6c)所示。----------------------------------------------------------------------F11kNNTTp思考题(1)和(2)的答案请读者在教材3.？节找，思考题(3)的答案在程序运行结果分析讨论已FsT=1/Fs;%采样频率t=======================wp=2*fp/Fs;ws=2*fs/Fs;rp=0.1;rs=60;%DF指标(低通滤波器的通、阻带边界频)py1t=filter(B,A,st);%滤波器软件实现%低通滤波器设计与实现绘图部分figure(2);subplot(3,1,1);myplot(B,A);%调用绘图函数myplot绘制损耗函数曲线ytyt)';%带通滤波器设计与实现====================================================fpl=440;fpu=560;fsl=275;fsu=900;wp=[2*fpl/Fs,2*fpu/Fs];ws=[2*fsl/Fs,2*fsu/Fs];rp=0.1;rs=60;----------------------------------------------------------------------[B,A]=ellip(N,rp,rs,wp,'high');%调用ytfilterBAst实现y2t=filter(B,A,st);%滤波器软件实现%带通滤波器设计与实现绘图部分(省略)%高通滤波器设计与实现================================================fp=890;fs=600;wp=2*fp/Fs;ws=2*fs/Fs;rp=0.1;rs=60;%DF指标(低通滤波器的通、阻带边界频)%高低通滤波器设计与实现绘图部分(省略)果(b)带通滤波器损耗函数及其分离出的调幅信号y(t)23思考题(1)已经在10.4.2节解答。思考题(3)很简单，请读者按照该题的提示修改程序，运行观思考题(3)因为信号st是周期序列，谱分析时要求观察时间为整数倍周期。所以，本题的一般解unctionxtxtgNtmt=cos(2*pi*f0*t);%产生单频正弦波调制信号mt，频率为f0xt=mt.*ct;%相乘产生单频调制信号xtfp=150;fs=200;Rp=0.1;As=70;%滤波器指标vdev=[10^(-As/20),(10^(Rp/20)-1)/(10^(Rp/20)+1)];hn=remez(n,fo,mo,W);yt=filter(hn,1,10*nt);%滤除随机噪声中低频成分，生成高通噪声yt%================================================================xtxtyt%噪声加信号fstfftxtNk0:N-1;f=k/Tp;subplotplottxt);grid;xlabel('t/s');ylabel('x(t)');axisTp5,min(xt),max(xt)]);title('(a)信号加噪声波形')subplotplotfabsfstmaxabsfst)));grid;title('(b)信号加噪声的频谱')el及实验程序清单根据10.5.1节实验指导的提示③选择滤波器指标参数：通带截止频率fp=120H阻带截至频率fs=150Hz。代入采样频率Fs=1000Hz，换算成数字频率，通带截止频率=2fT=0.24，通带最大ppssssllcloseallNxtxtg(N);--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------fp=120;fs=150;Rp=0.2;As=60;Fs=1000;%输入给定指标(1)用窗函数法设计滤波器wcfpfsFs波器截止频率(关于pi归一化)B=2*pi*(fs-fp)/Fs;%过渡带宽度指标Nb=ceil(11*pi/B);%blackman窗的长度Nbnywt=fftfilt(hn,xt,N);%求设计的滤波器频率特性%以下为用窗函数法设计法的绘图部分(滤波器损耗函数，滤波器输出信号波形)%省略%(2)用等波纹最佳逼近法设计滤波器vdev=[(10^(Rp/20)-1)/(10^(Rp/20)+1),10^(-As/20)];hn=remez(Ne,fo,mo,W);Hw=abs(fft(hn,1024));yet=fftfilt(hn,xt,N);%求设计的滤波器频率特性%以下为用等波纹设计法的绘图部分(滤波器损耗函数，滤波器输出信号yw(nT)波形)略果和(b)所示。Ne波器损耗函数和滤波器输出ye(nT)分别如图10.5.3(c)和(d)所示。低得多，当然滤波实现的运算量以及时延也小得多，从图10.5.3(b)和(d)可以直观地看出时延差别。和(2)希望逼近的理想带通滤波器的截止频率clcu分别为：(3)解释为什么对同样的技术指标，用等波纹最佳逼近法设计的滤波器阶数低？离开阻带截止频率越远，阻带衰②几种常用的典型窗函数的通带最大衰减和阻带最小衰减固定，且差别较大，又不能分别控制。所4dB,而指标仅为60dB。③用等波纹最佳逼近法设计的滤波器，其通带和阻带均为等波纹特性，且通带最大衰减和阻带最小衰减可以分别控制，所以其指标均匀分布，没有资源浪费，所以期阶数低得多。实验六数字信号处理在双音多频拨号系统中的应用%clearall;clc;N=205;K=[18,20,22,24,31,34,38,42];f1=[697,770,852,941];f2=[1209,1336,1477,1633];TNr=0;forl=1:6;d=fix(TN/10^(6-l));TN=TN-d*10^(6-l);forp=1:4;forq=1:4;ndpn=0:1023;