演示增采样和减采样信号的频谱.doc

演示增采样、减采样的MATLAB 程序 （读者原封不动拷贝成MATLAB程序，加快即可运行）% 演示增采样、减采样的过程，给出信号及其频谱。%h_fig1 = figure;set(h_fig1, unit, normalized, position, 0.0, 0.0, 0.99, 0.94);set(h_fig1, defaultuicontrolunits, normalized);h_text1 = uicontrol(gcf, Style, text, Position, 0.22, 0.89, 0.62, 0.07,. String, 演示信号的增采样与减采样 , FontName, 黑体, ForegroundColor, r, . FontSize, 32, FontWeight, Bold, BackgroundColor, 1, 1, 1); set(gcf, color, w)h_pushbutton1 = uicontrol(h_fig1, Style, PushButton, Position, 0.8, 0.9, 0.08, 0.07,. string, 往下页, BackgroundColor, y, ForegroundColor, r, FontSize, 14, FontWeight, Bold,. callback, set(h_fig1,visible, off),. set(h_fig2,visible, on) )h_pushbutton2 = uicontrol(h_fig1, Style, PushButton, Position, 0.9, 0.9, 0.08, 0.07,. string, 退出, BackgroundColor, 0.8 0.9 0.8, ForegroundColor, r, FontSize, 14, FontWeight, Bold,. callback, delete(h_fig1), delete(h_fig2)h_axes01 = axes(Box, on, Position, 0.07, 0.17, 0.25, 0.2, FontSize, 8) % 在第 2 个图形窗中创建轴对象h_axes02 = axes(Box, on, Position, 0.4, 0.17, 0.25, 0.2, FontSize, 8) % 在第 2 个图形窗中创建轴对象h_axes03 = axes(Box, on, Position, 0.72, 0.17, 0.25, 0.2, FontSize, 8) % 在第 2 个图形窗中创建轴对象h_axes04 = axes(Box, on, Position, 0.07, 0.52, 0.25, 0.2, FontSize, 8) % 在第 2 个图形窗中创建轴对象h_axes05 = axes(Box, on, Position, 0.4, 0.52, 0.25, 0.2, FontSize, 8) % 在第 2 个图形窗中创建轴对象h_axes06 = axes(Box, on, Position, 0.72, 0.52 0.25, 0.2, FontSize, 8) % 在第 2 个图形窗中创建轴对象h_fig2 = figureset(h_fig2, unit, normalized, position, 0.0, 0.0, 0.99, 0.94);set(h_fig2, defaultuicontrolunits, normalized);h_text2 = uicontrol(h_fig2, Style, text, Position, 0.22, 0.92, 0.62, 0.07,. String, 演示信号的增采样与减采样 , FontName, 黑体, ForegroundColor, r, . FontSize, 28, FontWeight, Bold, BackgroundColor, 1, 1, 1); set(gcf, color, w)h_pushbutton3 = uicontrol(h_fig2, Style, PushButton, Position, 0.8, 0.92, 0.08, 0.07,. string, 往前页, BackgroundColor, y, ForegroundColor, r, FontSize, 14, FontWeight, Bold,. callback, set(h_fig2,visible, off),. set(h_fig1,visible, on)h_pushbutton4 = uicontrol(h_fig2, Style, PushButton, Position, 0.9, 0.92, 0.08, 0.07,. string, 退出, BackgroundColor,0.8 0.9 0.8, ForegroundColor, r, FontSize, 14, FontWeight, Bold,. callback, delete(h_fig1), delete(h_fig2) set(gcf, color, w)h_axes1 = axes(Box, on, Position, 0.07, 0.07, 0.25, 0.2, FontSize, 8) % 在第 2 个图形窗中创建轴对象h_axes2 = axes(Box, on, Position, 0.4, 0.07, 0.25, 0.2, FontSize, 8) % 在第 2 个图形窗中创建轴对象h_axes3 = axes(Box, on, Position, 0.72, 0.07, 0.25, 0.2, FontSize, 8) % 在第 2 个图形窗中创建轴对象h_axes4 = axes(Box, on, Position, 0.07, 0.37, 0.25, 0.2, FontSize, 8) % 在第 2 个图形窗中创建轴对象h_axes5 = axes(Box, on, Position, 0.4, 0.37, 0.25, 0.2, FontSize, 8) % 在第 2 个图形窗中创建轴对象h_axes6 = axes(Box, on, Position, 0.72, 0.37 0.25, 0.2, FontSize, 8) % 在第 2 个图形窗中创建轴对象h_axes7 = axes(Box, on, Position, 0.07, 0.67, 0.25, 0.2, FontSize, 8) % 在第 2 个图形窗中创建轴对象h_axes8 = axes(Box, on, Position, 0.4, 0.67, 0.25, 0.2, FontSize, 8) % 在第 2 个图形窗中创建轴对象h_axes9 = axes(Box, on, Position, 0.72, 0.67, 0.25, 0.2, FontSize, 8) % 在第 2 个图形窗中创建轴对象set(0, CurrentFigure, h_fig1);% -% 产生复合正弦序列 x(n) n1 = 0:15;x = sin(pi*n1/8) + 2*sin(pi*n1*2/8); w = 0:1:500*2*pi/500;% 求一个复合正弦序列 x(n) 的 DTFTX = x*exp(-j*n1*w);magX = abs(X);% 通过 FFT 求周期(16点)的复合正弦序列 x(n) 的 DFTk = 0:15;Xk = fft(x,16);magXk = abs(Xk(1:1:16);% 显示复合正弦序列 x(n) subplot(h_axes04)H=stem(n1,x); grid; set(H,markersize,2);line(0 16,0 0); axis(0,15,-3.1,3.1);xlabel(n, FontSize, 12); ylabel(x(n), FontSize, 12); title(（1）给定的复合正弦序列, FontSize, 12);set(h_axes04, LineWidth, 2)% -% 显示复合正弦序列 x(n) 的 DTFT 模值subplot(h_axes05)plot(w/pi, magX,b); grid; set(gca, XTickMode, manual, XTick, 0,0.125,0.5,1,1.5,1.875,2);xlabel(w / pi, FontSize, 12); ylabel(|X(exp(jw)|, FontSize, 12); title(（2）x(n) 的 DTFT 模值, FontSize, 12);% 显示复合正弦序列 x(n) 的 DFTsubplot(h_axes06)H=stem(k, magXk, b); grid; set(H,markersize, 2);xlabel(k, FontSize, 12); ylabel(|X(k)|, FontSize, 12); title(（3）x(n) 的 DFT 模值, FontSize, 12); axis(0, 16, 0, 20);set(h_axes05, LineWidth, 2)% -% 在序列 x(n) 的每两个样点之间插入两个零值样点,得扩张序列 w(n)x1 = 1 0 0;w1 = x1* x;w = (w1(:);subplot(h_axes01)% 显示 w(n)H = stem(w,b); grid; set(H,markersize, 2); axis(0,48,-4.1,4.1); line(0 48, 0 0); text(25, 3, U = 3, FontWeight, Bold);xlabel(n, FontSize, 12); ylabel(w(n), FontSize, 12); title(（4） x(n) 的样点之间补两个零值样点, FontSize, 12);% 求 w(n) 的 DTFTm = length(w);n2 = 0:m-1;w2 = 0:1:500*2*pi/500;W=w*exp(-j*n2*w2);magW = abs(W);% 通过 FFT 求 w(n) 的 DFTk1 = 0:47;Wk = fft(w);magWk = abs(Wk(1:1:48);% 显示 w(n) 的 DTFTsubplot(h_axes02)plot(w2 / pi, magW, b); grid; xlabel(w / pi, FontSize, 12); ylabel(|W(exp(jw)|, FontSize, 12); title(（5） w(n) 的 DTFT, FontSize, 12); set(h_axes02, LineWidth, 2)% 显示 w(n) 的 DFTsubplot(h_axes03)H=stem(k1, magWk, b); grid; set(H,markersize, 2); axis(0, 48, 0, 20); xlabel(k, FontSize, 12); ylabel(|W(k)|, FontSize, 12); title(（6）w(n) 的 DFT, FontSize, 12); set(h_axes01, LineWidth, 2)% -set(0, CurrentFigure, h_fig2);% 求理想低通滤波器的冲激响应N = 48; wc = pi/4;n3 = 0:N-1;r = (N-1)/2;hdn = sin(wc *(n3-r)/ pi./(n3-r); % 理想低通滤波器的冲激响应if rem(N,2)=0 hdn(r+1) = wc / pi;endwn1 = boxcar(N); % 矩形窗hn1 = hdn.*wn1 % 将冲激响应序列加窗(矩形窗),得序列 hn1wn2 = hamming(N); % Hamming 窗hn2 = 3*hdn.*wn2; % 将冲激响应序列加窗(Hamming 窗),得序列 hn2m1 = length(hn2);n4 = 0:m1-1;w3 = 0:1:500*2*pi/500;H=hn2 * exp(-j*n4*w3); % hn2 的 DTFT magH = abs(H); % 得 hn2 的 DTFT 的模值k2 = 0:47;Hk = fft(hn2); % 求 hn2 的 DFT magHk = abs(Hk(1:1:48); % 得 hn2 的 DFT 的模值subplot(h_axes7); % 显示加窗后的冲激响应序列 hn2H = stem(hn2,.); grid; axis(0,48,-0.2,0.8); line(0 48,0 0); xlabel(n, FontSize, 12); ylabel(h(n), FontSize, 12); title(（7）加窗后的滤波器冲激响应序列, FontSize, 12);set(h_axes7, LineWidth, 2)subplot(h_axes8); % 显示加窗后的冲激响应序列 hn2 的 DTFT 模值plot(w3/pi,magH,b); grid;xlabel(w / pi, FontSize, 12); ylabel(|H(exp(jw)|, FontSize, 12); title(（8）滤波器冲激响应序列的 DTFT, FontSize, 12);set(h_axes8, LineWidth, 2)set(gca, XTickMode, manual, XTick, 0,0.25,0.5,1,1.5,1.75,2);subplot(h_axes9); % 显示加窗后的冲激响应序列 hn2 的 DFT 模值H = stem(k2,magHk,b); grid; set(H,markersize, 2); axis(0,48,0,3.5); xlabel(k, FontSize, 12); ylabel(|H(k)|, FontSize, 12); title(（9）滤波器冲激响应序列的 DFT, FontSize, 12); set(h_axes9, LineWidth, 2)% -k2 = 0:47;Vk = Wk .* Hk; % 对扩张序列 w(n) 进行低通滤波(使用经 Hamming 窗加窗的冲激响应序列)magVk =abs(Vk(1:1:48);v = ifft(Vk, 48); % 进行 IFFT运算,得滤波序列 vm2 = length(v);n5 = 0:m2-1;w3 = 0:1:500*2*pi/500; V = v * exp(-j*n5*w3); % 求滤波序列 v 的 DTFT magV = abs(V);subplot(h_axes4) % 显示滤波序列 v 的 DFT 模值H = stem(k2, magVk,b); grid; set(H,markersize,2); axis(0,48,0,60); xlabel(k, FontSize, 12); ylabel(|V(k)|, FontSize, 12); title(（10）滤波序列 v(n) 的 DFT 模值, FontSize, 12);set(h_axes4, LineWidth, 2)subplot(h_axes5) % 显示滤波序列 v 的 DTFT 模值plot(w3/pi,magV,b); grid; xlabel(w / pi, FontSize, 12); ylabel(|V(exp(jw)|, FontSize, 12); title(（11）滤波序列 v(n) 的 DTFT 模值, FontSize, 12); set(h_axes5, LineWidth, 2)subplot(h_axes6) % 显示滤波序列 v H = stem(n5,v,b); grid; set(H,markersize, 2); axis(0,48,-3.1,3.1); xlabel(n, FontSize, 12); ylabel(v(n), FontSize, 12); title(（12）滤波序列 , FontSize, 12); set(h_axes6, LineWidth, 2)line(0 48,0 0);% -y = v(1:4:length(v); % 对滤波序列 v 进行抽取(因子D = 4), 得序列 y m3 = length(y);n6 = 0:m3-1;w3 = 0:1:500*2*pi/500;Y=y*exp(-j*n6*w3); % 求序列 y 的 DTFTmagY = abs(Y);k1 = 0:11;Yk = fft(y); % 求序列 y 的 DFTmagYk =