BX07508-张立雄数字信号.doc

电子信息学院实验报告书课 程 名： 数字信号处理 题 目：实验1认识实验-MATLAB语言上机操作实践 实验类别 【验证，综合，设计研究】 班 级： BX075 学 号： BX07541 姓 名： 张立雄 评语：学习态度 （积极； 一般； 较差 ）程序完整性 （完整； 基本完整； 不完整 ）仿真结果 （正确； 基本正确； 部分正确 ）思考题探究 （深入； 较深入； 未作答 ）书写规范性 （规范， 基本符合要求，不符合要求）成绩： A B C D 指导教师：陈布雨 批阅时间： 年 月 日 数字信号处理实验报告 - 19 -1实验目的与要求(1)了解MATLAB语言的主要特点、作用。(2)学会MATLAB主界面简单的操作使用方法。(3)学习简单的数组赋值、运算、绘图、流程控制编程。2、 实验步骤与源程序(1）步骤a) 简单的数组赋值方法 MATLAB中的变量和常量都可以是数组（或矩阵）,且每个元素都可以是复数。在MATLAB指令窗口输入数组A=1 2 3；4 5 6；7 8 9，观察输出结果。然后，键入：A（4，2）= 11 键入：A (5，：) = -13 -14 -15 键入：A（4，3）= abs (A(5，1) 键入：A (2，5，：) = 键入：A/2 键入：A (4，：) = sqrt(3) (4+5)/6*2 7 观察以上各输出结果。将A式中分号改为空格或逗号，情况又如何？请在每式的后面标注其含义。 在MATLAB指令窗口输入B=1+2i，3+4i；5+6i ，7+8i, 观察输出结果。 键入：C=1，3；5，7+2，4；6，8*i，观察输出结果。 如果C式中i前的*号省略，结果如何？ 键入：D = sqrt (2+3i) 键入：D*D 键入：E = C, F = conj(C), G = conj(C) 观察以上各输出结果, 请在每式的后面标注其含义。 在MATLAB指令窗口输入H1=ones(3,2)，H2=zeros(2,3)，H3=eye(4)，观察输出结果。b) 数组的基本运算 .输入A=1 3 5，B= 2 4 6，求C=A+B，D=A-2，E=B-A .求F1=A*3，F2=A.*B，F3=A./B，F4=A.B, F5=B.A, F6=B.A, F7=2./B, F8=B.2 .*3求B，Z1=A*B，Z2=B*A 观察以上各输出结果,比较各种运算的区别，理解其含义。c) 常用函数及相应的信号波形显示例1：显示曲线f(t)=2sin(2t)，（t0） 点击空白文档图标（New M-file），打开文本编辑器。 键入： t=0:0.01:3;(1) f=2*sin(2*pi*t); (2) plot(t,f); title(f（t）-t曲线)； xlabel（t），ylabel（f（t）； 点击保存图标（SAVE），键入文件名L1（扩展名缺省值.M）。 在MATLAB指令窗口上键入L1（回车），程序将运行，打开图形窗，将观察到相应的波形曲线。 保留条程序，键入下列程序段，观察其结果： subplot(2，2，1)，plot（t，f）； title(plot（t，f）)； subplot(2，2，2)，stem（t，f）； title(stem（t，f）)； subplot(2，2，3)，stairs（t，f）；title(stairs（t，f）)； subplot(2，2，4)，bar（t，f）； title(bar（t，f）)； 在读懂上述例题程序的基础上，请描绘下列函数波形： 1 f（t）= 3e-2t ， (t0) 2. f（t）= 5cos(2t), (0t3) 3. f（t）= t, (0k10) 4. f（k）= ksink, (-20kA(4,2)= 11 A =1 2 34 5 67 8 90 11 0A (5,:) = -13 -14 -15A =1 2 34 5 67 8 90 11 0-13 -14 -15A(4,3)= abs (A(5,1)A =1 2 34 5 67 8 90 11 13-13 -14 -15A (2,5,:) = A =1 2 37 8 90 11 13A/2 ans =0.5000 1.0000 1.50003.5000 4.0000 4.50000 5.5000 6.5000A (4,:) = sqrt(3) (4+5)/6*2 -7A =1.0000 2.0000 3.00007.0000 8.0000 9.00000 11.0000 13.00001.7321 3.0000 -7.0000将A式中分号改为空格或逗号A=1 2 3,4 5 6,7 8 9A =Columns 1 through 8 1 2 3 4 5 6 7 8Column 9 9A=1 2 3 4 5 6 7 8 9A =Columns 1 through 8 1 2 3 4 5 6 7 8Column 9 9B=1+2i,3+4i;5+6i ,7+8iB =1.0000 + 2.0000i 3.0000 + 4.0000i5.0000 + 6.0000i 7.0000 + 8.0000iC=1,3;5,7+2,4;6,8*iC =1.0000 + 2.0000i 3.0000 + 4.0000i5.0000 + 6.0000i 7.0000 + 8.0000i省掉*后，C=1,3;5,7+2,4;6,8i? C=1,3;5,7+2,4;6,8i|Error: Missing operator, comma, or semicolon.|D = sqrt (2+3i)D =1.6741 + 0.8960iD*Dans =2.0000 + 3.0000iE = C, F = conj(C), G = conj(C)E =1.0000 - 2.0000i 5.0000 - 6.0000i3.0000 - 4.0000i 7.0000 - 8.0000iF =1.0000 - 2.0000i 3.0000 - 4.0000i5.0000 - 6.0000i 7.0000 - 8.0000iG =1.0000 + 2.0000i 5.0000 + 6.0000i3.0000 + 4.0000i 7.0000 + 8.0000iH1=ones(3,2),H2=zeros(2,3),H3=eye(4)H1 =1 11 11 1H2 =0 0 00 0 0H3 =1 0 0 00 1 0 00 0 1 00 0 0 1b) 数组的基本运算A=1 3 5A =1 3 5B= 2 4 6B =2 4 6C=A+BC =3 7 11D=A-2D =-1 1 3E=B-AE =1 1 1求F1-F2F1=A*3F1 =3 9 15F2=A.*BF2 =2 12 30F3=A./BF3 =0.5000 0.7500 0.8333F4=A.BF4 =2.0000 1.3333 1.2000F5=B.AF5 =0.5000 0.7500 0.8333F6=B.AF6 =2 64 7776F7=2./BF7 =1.0000 0.5000 0.333F8=B.2F8 =1.0000 0.5000 0.3333求Bz1,z2Bans =246Z1=A*BZ1 =44Z2=B*AZ2 =2 6 104 12 206 18 30c)常用函数及相应的信号波形显示t=0:0.01:3;f=2*sin(2*pi*t);plot(t,f);title(f(t)-t曲线);xlabel(t),ylabel(f(t);如图1图1t=0:0.01:3;f=2*sin(2*pi*t);subplot(2,2,1),plot(t,f);title(plot(t，f);subplot(2,2,2),stem(t,f);title(stem(t,f);subplot(2,2,3),stairs(t,f);title(stairs(t,f);subplot(2,2,4),bar(t,f);title(bar(t,f);如图2图21.f（t）= 3e-2t ， (t0)t=0:0.01:3;ft=3*exp(-2.*t);plot(t,ft);title(f(t)-t曲线);xlabel(t),ylabel(f(t);如图3图32.f（t）= 5cos(2t), (0t3)t=0:0.01:3;f=5*cos(2*pi*t);plot(t,f);title(f(t)-t曲线);xlabel(t),ylabel(f(t);如图4图43.f（t）= t, (0k10)t=0:0.01:10;f=t;plot(t,f);title(f(t)-t曲线);xlabel(t),ylabel(f(t);如图5图54.f（k）= ksink, (-20k X1=1:5X1 = 1 2 3 4 5X2=1.000 1.500 2.000 2.500 X2=1:0.5:2.5X2 = 1.0000 1.5000 2.0000 2.5000X3=5 4 3 2 1 X3=fliplr(X1)X3 = 5 4 3 2 1 4. H1=zeros(3,3)H1 = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 H1=zeros(3,4)H1 = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 H1=ones(3,3)H1 = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 H2=ones(3,4)H2 = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 H1=rand(3,3)H1 = 0.9501 0.4860 0.4565 0.2311 0.8913 0.0185 0.6068 0.7621 0.8214 H2=rand(3,4)H2 = 0.4447 0.9218 0.4057 0.4103 0.6154 0.7382 0.9355 0.8936 0.7919 0.1763 0.9169 0.0579f)分别输入矩阵 A=1 2 3;4 5 6;7 8 9A = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 B=1.0 1.1 1.2;2.0 2.1 2.2;3.0 3.1 3.2B = 1.0000 1.1000 1.2000 2.0000 2.1000 2.2000 3.0000 3.1000 3.2000g)分别计算A+B，A-B，A+3，A-4，A*B，A.*B，C=inv（A）,A/B,A./B A+Bans = 2.0000 3.1000 4.2000 6.0000 7.1000 8.2000 10.0000 11.1000 12.2000 A-Bans = 0 0.9000 1.8000 2.0000 2.9000 3.8000 4.0000 4.9000 5.8000 A+3ans = 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A-4ans = -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 A*Bans = 14.0000 14.6000 15.2000 32.0000 33.5000 35.0000 50.0000 52.4000 54.8000 A.*Bans = 1.0000 2.2000 3.6000 8.0000 10.5000 13.2000 21.0000 24.8000 28.8000 C=inv(A)Warning: Matrix is close to singular or badly scaled. Results may be inaccurate. RCOND = 1.541976e-018.C = 1.0e+016 * -0.4504 0.9007 -0.4504 0.9007 -1.8014 0.9007 -0.4504 0.9007 -0.4504 A/BWarning: Matrix is close to singular or badly scaled. Results may be inaccurate. RCOND = 1.193788e-017.ans = 14.5000 -0.0000 -4.5000 13.0000 -0.0000 -3.0000 11.5000 -0.0000 -1.5000 A./Bans = 1.0000 1.8182 2.5000 2.0000 2.3810 2.7273 2.3333 2.5806 2.812h)分别计算sin(x1),cos(x1),exp(x1),lg(x2),sqrt(x2) sin(X1)ans = 0.8415 0.9093 0.1411 -0.7568 -0.9589 cos(X1)ans = 0.5403 -0.4161 -0.9900 -0.6536 0.2837 exp(X1)ans =2.7183 7.3891 20.0855 54.5982 148.4132 log(X2)ans = 0 0.4055 0.6931 0.9163 sqrt(X2)ans = 1.0000 1.2247 1.4142 1.5811j)完成教材第一章例题程序并说明每句程序的含义a=0.8;ys=1;xn=1,zeros(1,30);B=1;A=1,-a;xi=filtic(B,A,ys);yn=filter(B,A,xn,xi);n=0:length(yn)-1;subplot(3,2,1);stem(n,yn,.)title(a);xlabel(n);ylabel(y(n)a=0.8;ys=0;xn=1,zeros(1,30);B=1;A=1,-a;xi=filtic(B,A,ys);yn=filter(B,A,xn,xi);n=0:length(yn)-1;subplot(3,2,1);stem(n,yn,.)title(a);xlabel(n);ylabel(y(n)三、实验预习 认真阅读第五章有关MATLAB语言使用的介绍，明确以下问题： MATLAB语言与其它计算机语言相比，有何特点？ MATLAB具有功能强大、使用方便、输入简捷、库函数丰富、开放性强等特点。MATLAB的工作环境主要包括几个窗口，这些窗口的主要功能是什么？命令窗口、工作空间窗口、当前目录窗口、历史命令窗口、一个或多个图形窗口命令窗口是用户在提示符（）处键入MATLAB命令和表达式的地方，也是显示那些命令输出的地方。工作空间窗口显示对话中创建的变量和他们的某些信息。当前目录窗口显示当前目录的内容。历史命令窗口包含用户已在命令窗口中输入的命令的记录。MATLAB如何进行数组元素的寻访和赋值？在赋值语句中，各种标点符号的作用如何？ 数组寻访和赋值的格式表M-1 常用子数组的寻访、赋值格式 子数组的寻访和赋值使 用 说 明 a(r，c)由a的“r指定行”和“c指定列”上的元素组成的子数组 a(r，：) 由a的“r指定行”和“全部列”上的元素组成的子数组 a(：，c) 由a的“全部行”和“c指定列”上的元素组成的子数组 a(：) 由a的各列按自左到右的次序，首尾相接而生成“一维长列”数组 a(s) “单下标”寻访。生成“s指定的”一维数组。s若是“行数组”(或“列数组”)，则a(s)就是长度相同的“行数组”(或“列数组”)例:a=1 2 3； 4 5 6； 7 8 9;键入a(1,2)显示:ans = 2键入a(2,:)显示:ans = 4 5 6键入a(:,3)显示:ans = 3 6 9其它情况读者可以自行上机观察使用，此处不再一一举例。数组运算有哪些常用的函数？MATLAB中如何处理复数？执行数组运算的常用函数 函数数组运算规则的定义： 对于（mn）数组X=xijmn，函数f（）的数组运算规则 是指：f（X）=f（xij）mn 执行数组运算的常用函数 函数函数名称函数函数名称 sin(x)正弦函数asin(x)反正弦函数 cos(x)余弦函数acos(x)反余弦函数 tan(x)正切函数atan(x)反正切函数 abs(x)绝对值函数max(x)最大值函数 min(x)最小值函数sun(x)求和函数 sqrt(x)开平方epx(x)以e为底指数 log(x)自然对数log10以10为底对数 sign(x)符号函数fix取整函数 pow22的幂abs模或绝对值复数MATLAB中的每一个元素都可以是复数，实数是复数的特例。复数的虚部用i或j表示。复数的赋值形式有两种：z=1+1i ，2+2i ；3+3i ，4+4iz=1，2；3，4+1，2；3，4*i得 z=1