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实验报告

学院:信息工程学院

专业:电子信息工程二班

学号:2011

姓名:

           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。

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《数字信号处理》实验报告

专业电子信息工程 

学号  111308336   

姓名   张强伟     

实验一  数字滤波器的结构

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MATLAB进行数字滤波器各种结构相互间转换的子函数及程序编写方法。

二、           实验原理

一个离散LSI系统可用系统函数来表示；

也可用差分方程来表示：

当至少有一个不为0时，则在有限z平面上存在极点，表示一个IIR数字滤波器；当全都为0时，系统不存在极点，表示一个FIR系统。

IIR数字滤波器的基本结构分为直接Ⅰ型、直接Ⅱ型、级联型和并联型。

FIR数字滤波器的基本结构分为横截型、级联型、并联型、、线性相位型和频率抽样型。

三、            实验仪器

     微型计算机、MATLAB

四、    实验内容

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北京信息科技大学

实 验 报 告

课程名称：数字信号处理       

实验项目：IIR数字滤波器设计 

 实验仪器：计算机，MATLAB软件

学院：信息与通信工程学院 

班级：                    

姓名：                    

学号：                   

实验日期：               

指导老师：                 

实验成绩：                

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西南大学学生实验报告

姓名：杨剑 学号：222009322072058 班级：1班 专业：电科 实验日期：20xx年9月29日 实验学时：2学时

实验名称：基本信号的产生和序列的基本运算。

实验目的：学习使用MATLAB产生基本信号、绘制信号波形、实现信号的基本运算，为信号分析和系统设计奠定基础。

实验原理： MATLAB提供了许多函数用于产生常用的基本信号：如阶跃信号、脉冲信号、指数信号、正弦信号和周期矩形波信号等。这些基本信号是信号处理的基础。 实验内容：

1，用matlab产生下列连续信号并作图

⑴ x(t)??2u(t?1),?1?t?5;

t=-1:0.01:5;

x=-2.*(t>=1);

plot(t,x);

axis([-1,5,-2.4,0.4]);

-0.5

-1

-1.5

-2

-1012345

⑵x(t)?e?0.1tsin(2

3t),0?t30

t=0:0.001:30;

x1=exp(-0.1*t);

w0=2/3;

x2=sin(w0*t);

x=x1.*x2;

plot(t,x);

1

0.5

-0.5

0102030 ⑶x(t)?cos(100t)?cos(3000t),?0.1?t?0.1 t=-0.1:0.001:0.1;

w0=100;

w1=3000;

x=cos(w0*100)+cos(w1*t);

plot(t,x);

0.5

-0.5

-1

-1.5

-2-0.1

2，利用MATLAB产生下列离散序列并作图 ⑴x[k]?{1,?5?k?5

0,其他-0.0500.050.1 设-15?k?15

k=-15:15;

x=[zeros(1,10),ones(1,11),zeros(1,10)]; stem(k,x);

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实验一： 用FFT作谱分析

实验目的：

   (1) 进一步加深DFT算法原理和基本性质的理解(因为FFT只是DFT的一种快速算法， 所以FFT的运算结果必然满足DFT的基本性质)。

    (2) 熟悉FFT算法原理和FFT子程序的应用。

    (3) 学习用FFT对连续信号和时域离散信号进行谱分析的方法，了解可能出现的分析误差及其原因，以便在实际中正确应用FFT。

实验原理：

  DFT的运算量：

   一次完整的DFT运算总共需要次复数乘法和复数加法运算，因而直接计算DFT时，乘法次数和加法次数都和成正比，当N很大时，运算量很客观的。例如，当N=8时，DFT运算需64位复数乘法，当N=1024时，DFT运算需1048576次复数乘法。而N的取值可能会很大，因而寻找运算量的途径是很必要的。

    FFT算法原理：

    大多数减少离散傅里叶变换运算次数的方法都是基于的对称性和周期性。

    （1）对称性

    （2）周期性

    由此可得

    这样：

    1.利用第三个方程的这些特性，DFT运算中有些项可以合并；

    2.利用的对称性和周期性，可以将长序列的DFT分解为短序列的DFT。

    前面已经说过，DFT的运算量是与成正比的，所以N越小对计算越有利，因而小点数序列的DFT比大点数序列的DFT运算量要小。

    快速傅里叶变换算法正是基于这样的基本思路而发展起来的，她的算法基本上可分成两大类，即按时间抽取法和按频率抽取法。

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实验一   序列的产生

姓名:高洪美         学号：0819419213       班级：生医5班

一、        实验目的：

熟悉MATLAB中产生信号和绘制信号的基本命令。

二、        实验环境：

基于Windows PC的MATLAB。

三、        实验内容：

1、单位样本和单位阶跃序列；

2、指数信号；

 3、正弦序列；

 4、随机信号。

四、实验过程：

（一）单位样本和单位阶跃序列：

Q1.1运行程序P1.1以产生单位样本序列u[n]并显示它：

    程序：clf;

% Generate a vector from -10 to 20

n = -10:20;

% Generate the unit sample sequence

u = [zeros(1,10) 1 zeros(1,20)];

% Plot the unit sample sequence

stem(n,u);

xlabel('Time index n');ylabel('Amplitude');

title('Unit Sample Sequence');

axis([-10 20 0 1.2]);

所得图像如下所示：

Q1.2 命令clf,axis,title,xlable和ylable的作用是什么：

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数字信号处理实验报告第二次实验

——IIR数字滤波器的设计

姓名:陈桐 学号:04004316

实验日期:20xx年11月14日 一. 实验目的:

(1) 掌握双线形变换法及脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器的具体设计方法及其原理，熟悉用双线形变换法及脉冲响应不变法设计低通，高通和带通IIR数字滤波器的计算机编程。

(2) 观察双线形变换法及脉冲响应不变法设计的滤波器的频域特性，了解双线形变换法及脉冲响应不变法的特点。

(3) 熟悉巴特沃思滤波器，切比雪夫滤波器和椭圆滤波器的频率特性。

二. 实验原理:

(1) 实验中有关变量的定义：fc通带边界频率，fr阻带边界频率，tao通带波动，at最小阻带衰减，fs采样频率，t采样周期。

(2) 设计一个数字滤波器一般包括以下两步：

a.按照任务要求，确定滤波器性能指标

b.用一个因果稳定的离散时不变系统的系统函数去逼近这一性能要求

(3) 数字滤波器的实现：

对于IIR滤波器，其逼近问题就是寻找滤波器的各项系数，使其系统函数逼近一个所要求的特性。先设计一个合适的模拟滤波器，然后变换成满足约定指标的数字滤波器。

用双线形变换法设计IIR数字滤波器的过程：

a.将设计性能指标中的关键频率点进行“预畸”

b.利用“预畸”得到的频率点设计一个模拟滤波器。

c.双线形变换，确定系统函数

三. 实验内容:

(1) fc=0.3kHz,δ=0.8dB,fr=0.2kHz,At=20dB,T=1ms;设计一切比雪夫高通滤波器，观察其通带损耗和阻带衰减是否满足要求。

程序: clc;

clear;

figure(2);

%预畸变模拟边界频率

wc=2*1000*tan(2*pi*300/(2*1000));

wr=2*1000*tan(2*pi*200/(2*1000));

%阻带单调，通带波纹，方法为切比雪夫

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