重庆大学光电学院数字信号处理实验.docx

.. .. .. 实验题目 离散时间信号分析 实验时间 2017 年 10 月 24 实验地点 主教 1118 日 实验成绩 实验性质 □ 验证性 □设计性 √综合性 教师评语 ： □出勤率好 □ 原理正确 □ 方案合理 □实验结果正确 □ 回答问题正确 □ 报告规范 一、实验目的 1．掌握各种常用的序列 ，理解其数学表达式和波形表示 。 2．掌握在计算机中生成及绘制数字信号波形的方法 。 3．掌握序列的相加 、相乘、移位、反转等基本运算及计算机实现与作用 。 4．掌握线性卷积软件实现的方法 。 5．掌握计算机的使用方法和常用系统软件及应用软件的使用 。 6．通过编程 ，上机调试程序 ，进一步增强使用计算机解决问题的能力 。 二、实验内容 1、 用 matlab 编制信号产生子程序 ，产生以下典型信号序列 。 专业 .专注 . .. .. .. 1 单位脉冲序列 ( n) , 在 n 1处有一单位脉冲， 0 n 10 2 单位阶跃序列 u n , 在n 4前为 0，在 n 4处及以后为 1，，0 n 10 3 矩形序列 R8 n 4 正弦序列 x n 3 sin n 3 0 n 9 5 5 序列 x n ( n) 2 ( n 1) 3 ( n 2) 4 ( n 3) 5 ( n 4) 0 n 9 6 序列 h n ( n) 2 ( n 1) ( n 2) 2 ( n 3) 0 n 9 2、 利用 MATLAB 编程完成序列 (5)和 (6)的移位 、反转、加法、乘法等运算 ，并 绘制运算后序列的波形 。 5 序列 x n ( n) 2 ( n 1) 3 ( n 2) 4 ( n 3) 5 ( n 4) 6 序列 h n ( n) 2 ( n 1) ( n 2) 2 ( n 3) 3、 利用 MATLAB 编制一个计算两个序列线性卷积的通用程序 ，计算上述两序 列，并绘制卷积后序列的波形 。 三、实验原理 1．序列的基本概念 离散时间信号在数学上可用时间序列 {x(n)}来表示，其中 x(n)代表序列的第 n 个 数字，n 代表时间的序列 。 注意： x(n)只在 n 为整数时才有意义 , n 不是整数时无 定义 , 但不能认为是 0。 离散时间信号可以是由模拟信号通过采样得到 ，例如对模拟信号 xa(t)进行等间 隔采样，采样间隔为 T，得到一个有序的数字序列 {xa(nT)}就是离散时间信号 ， 简称序列 。 专业 .专注 . .. .. .. 2．常用序列 单位脉冲序列 （单位抽样 ）、单位阶跃序列 、矩形序列 、实指数序列 、复指数 序列、正弦型序列等 。 3．序列的基本运算 3.1 序列的加法 ： z(n)=x (n)+y(n) 加法用于序列的合成 。它把两个序列中位置序号相同的样本相加 ，形成新的样 本序列。 3.2 序列的乘法 ： z(n)=x(n) ×y(n) 序列的乘法是一种非线性运算 ，它用于信号的调制 。它把两个序列中位置序号 相同的样本相乘 ，形成新的样本序列 。 4．序列的卷积 y( n) x( m)h( n m) x( n) h( n ) m 上式的运算关系称为卷积运算 ，式中代表两个序列卷积运算 。两个序列的卷 积是一个序列与另一个序列反褶后逐次移位乘积之和 ，故称为离散卷积 ，也称 两序列的线性卷积 。 四个步骤 ： 1）反转：先将 x(n) 和 h(n) 的变量 n 换成 m ，变成 x(m) 和 h(m) ，再将 h(m) 以纵轴为对称轴反转成 h(-m) 。 专业 .专注 . .. .. .. （ 2）移位：将 h(-m) 移位 n ，得 h(n-m) 。当 n 为正数时 ，右移 n 位；当 n 为负数时 ，左移 n 位。 3）相乘：将 h(n-m) 和 x(m)的对应点值相乘 。 4）求和：将以上所有对应点的乘积累加起来 ，即得 y(n) 。 、使用仪器 、器材 计算机，MATLAB 软件 五、实验过程原始记录 （实验源程序 、图标、计算等） 1、用 matlab 编制信号产生子程序 ，产生以下典型信号序列 。 1 单位脉冲序列 ( n ) , 在 n 1处有一单位脉冲， 0 n 10 2 单位阶跃序列 u n , 在 n 4前为 0，在 n 4处及以后为 1，，0 n 10 专业 .专注 . .. .. .. 3 矩形序列 R8 n 专业 .专注 . .. .. .. 4 正弦序列 x n3 sinn 0 n 9 5 3 5 序列 x n ( n) 2 ( n 1) 3 ( n 2) 4 ( n 3) 5 ( n 4) 0 n 9 专业 .专注 . .. .. .. 6 序列 h n ( n) 2 ( n