数字信号处理实验报告1.doc

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un并显示它： 程序：clf;% Generate a vector from -10 to 20n = -10:20;% Generate the unit sample sequenceu = zeros(1,10) 1 zeros(1,20);% Plot the unit sample sequencestem(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： 答：clf：运行程序时弹出显示图像的面板； Axis:规定横纵坐标的范围； Title：使图像面板上方显示相应的题目名称； Xlable：定义横坐标的名字； Ylable：定义纵坐标的名字。Q1.3 修改程序P1.1以产生带有延时11个样本的延迟单位样本序列udn，运行修改的程序并且显示产生的序列。 程序：clf;% Generate a vector from 0 to 30n = 0:30;% Generate the unit sample sequenceud = zeros(1,11) 1 zeros(1,19);% Plot the unit sample sequencestem(n,ud);xlabel(Time index n);ylabel(Amplitude);title(Unit Sample Sequence);axis(0 30 0 1.2);所得图像如下所示：Q1.4修改程序P1.1以产生单位步长序列sn。运行修改后的程序并显示产生的序列：程序：clf;% Generate a vector from 0 to 30n = 0:30;% Generate the unit sample sequenceu = 1.*n;% Plot the unit sample sequencestem(n,u);xlabel(Time index n);ylabel(Amplitude);title(Unit Sample Sequence);axis(0 30 0 30);所得图像如下所示：Q1.5修改程序P1.1以产生带有超前7个样本的延时单位阶跃序列sdn，运行修改后的程序并且显示产生的序列：程序：clf;% Generate a vector from -15to 30n = -15:30;% Generate the unit sample sequences=zeros(1,8) ones(1,38);% Plot the unit sample sequencestem(n,s);xlabel(Time index n);ylabel(Amplitude);title(Unit Sample Sequence);axis(-15 30 0 1.2);所得图像如下所示：（二）指数信号：Q1.6 运行程序P1.2，以产生复数值的指数序列。 程序：clf;c = -(1/12)+(pi/6)*i;K = 2;n = 0:40;x = K*exp(c*n);subplot(2,1,1);stem(n,real(x);xlabel(Time index n);ylabel(Amplitude);title(Real part);subplot(2,1,2);stem(n,imag(x);xlabel(Time index n);ylabel(Amplitude);title(Imaginary part);所得图像如下所示：Q1.7 那个参数控制该序列的增长或衰减率？那个参数控制该序列的振幅？答：参数c控制该序列的增长或衰减率； 参数K控制该序列的振幅。Q1.8 若参数c改为(1/12)+(pi/6)*i，将会发生什么情况？答：若参数c改为(1/12)+(pi/6)*i，运行后的图像显示如下：Q1.9 运算符real和imag的作用是什么？答：运算符real和imag的作用分别是提取运算数值x的“实部”和“虚部”，以便于接下来分别将“实部”和“虚部”成像。Q1.10 命令subplot的作用是什么？ 答：subplot的作用是使“实部”和“虚部”用两张图像呈现出来：subplot（a，b，c），其中a代表图像分两行显示，b代表图像分一列显示，c代表第a行的第b列图像。Q1.11 运行程序P1.3，以产生实数值的指数序列: 程序：clf;n = 0:35; a = 1.2; K = 0.2;x = K*a.n;stem(n,x);xlabel(Time index n);ylabel(Amplitude);所得图像如下所示：Q1.12 哪个参数控制该序列的增长或者衰减率？哪个参数控制该序列的振幅？ 答：参数a控制该序列的增长或者衰减率； 参数K控制该序列的振幅。Q1.13 算数运算符和.之间的区别是什么？答：运算符“”表示a的指数是n这个序列；运算符“.”表示a的指数分别是n这个序列中的每一个数字，即对应的每一个元素。Q1.14 若参数a小于1，会发生什么情况？将参数a改为0.9，将参数K改为20，再次运行程序P1.3.答：（1）若参数a小于1，指数序列在“n=0：35”上是衰减的序列； （2）将k改为20后的图像如图所示：Q1.15 该序列的长度是多少？怎么样才能改变它？答：该序列的长度是35；通过改变“n=0:35”中的“35”这个数字可以改变序列的长度。Q1.16 使用MATLAB命令sum（s.*s）可计算用向量s表示的实数序列sn的能量。试求在习题Q1.11和习题Q1.14中产生的实数值指数序列xn的能量。答：Q1.11中：ans=4.5673e+004；Q1.14中：ans=2.1042e+003（三）正弦序列：Q1.17 运行程序P1.4以产生正弦序列并显示它。 程序：n = 0:40;f = 0.1;phase = 0;A = 1.5;arg = 2*pi*f*n - phase; x = A*cos(arg);clf;% Clear old graphstem(n,x);% Plot the generated sequenceaxis(0 40 -2 2);grid; title(Sinusoidal Sequence);xlabel(Time index n);ylabel(Amplitude);axis; 所得图像如下所示：Q1.18 该序列的频率是多少？怎样可以改变它？哪个参数控制该序列的相位？哪个参数控制该序列的振幅？该序列的周期是多少？答：该序列的频率是0.1Hz；通过改变f的值可以此正弦序列的频率；参数phase控制该序列的初相位；参数A控制该序列的振幅；该序列的周期是10s。Q1.19 该序列的长度是多少？怎么样可以改变它？答：该序列的长度是41个时间单位，通过改变n的参数可以改变该序列的长度。Q1.21 axis和grid命令的作用是什么？答：axis的作用是规定图像显示的横纵坐标的范围；grid的作用是显示图像上面的“网格”。Q1.22 修改程序P1.4，以产生一个，频率为0.9的正弦序列并显示它。把此序列和习题Q1.17所产生的序列相比较。修改程序P1.4以产生一个频率为1.1的正弦序列并显示它。把此序列与Q1.17中产生的序列相比较，评价你的结果。答：修改正弦序列的频率只需要改变程序中“f”的值即可，第一个改为f=0.9，第二个改为f=1.1，结果图像如下：结论：该图像与f=0.1时的图像一样，因为该正弦序列的最小周期是2pi的,而当f=0.9与f=1.1时正好是2pi的整数倍。Q1.23 修改上述程序，以产生长度为50、频率为0.08、振幅为2.5、相移为90度的一个正弦序列并显示它。该序列的周期是多少？ 程序： n = 0:49;f = 0.08;phase =1.57;A = 2.5;arg = 2*pi*f*n - phase; x = A*cos(arg);clf;% Clear old graphstem(n,x);% Plot the generated sequenceaxis(0 49 -2.5 2.5);grid; title(Sinusoidal Sequence);xlabel(Time index n);ylabel(Amplitude);axis; 所得图像如下所示：答：周期为12.5sQ1.24 在程序P1.4中用plot命令代替stem命令，运行新程序。新图形与习题Q1.17中产生的图形有什么区别？答：原图像是离散的，新图像是连续的，说明plot命令是用平滑的线将各点连接起来产生连续波，而stem命令则是用各点来产生离散波。Q1.25 在程序P1.4中用stairs命令代替stem命令，运行新程序。新图形与习题Q1.17和习题Q1.24中产生的图形有什么区别？答：Stairs函数是用直线将相应的点连接起来，类似于阶梯状。（四）随机信号：Q1.26 编写一个MATLAB程序，以产生并显示一个长度为100的随机信号，该信号在区间-2，2中均匀分布。 程序：clf;x=(rand(1,100)*4-2;plot(x);所得图像如下所示：Q1.27 编写一个MATLAB程序，以产生并显示一个长度为75的高斯随机信号，该信号正态分布且均值为0，方差为3. 程序：clf;x=0+3*randn(1,75);stem(x);所得图像如下所示：Q1.28 编写一个MATLAB程序，以产生并显示五个长度为31的随机信号。Xn=A(cos0n+)其中振幅A和相位是统计独立的随机变量，振幅在区间0A4内均匀分布，相位区间在02内均匀分布。答：程序：clear,clcn=0:31; B=0; A=0; f=100A=4.*rand(1,length(n); B=2.*pi*rand(1,length(n); x=A.*cos(2*pi*f.*n+B); subplot(5,1,1)plot(n,x)axis(0 31 -4 4);grid;title(随机正弦信号一);xlabel(n);ylabel(幅值A);A=4.*rand(1,length(n); B=2.*pi*rand(1,length(n); x=A.*cos(2*pi*f.*n+B); subplot(5,1,2)plot(n,x)axis(0 31 -4 4);grid;title(随机正弦信号二);xlabel(n);ylabel(幅值A);A=4.*rand(1,length(n); B=2.*pi*rand(1,length(n); x=A.*cos(2*pi*f.*n+B); subplot(5,1,3)plot(n,x)axis(0 31 -4 4);grid;title(随机正弦信号三);xlabel(n);ylabel(幅值A);A=4.*rand(1,length(n); B=2.*pi*rand(1,length(n); x=A.*cos(2*pi*f.*n+B); subplot(5,1,4)plot(n,x)axis(0 31 -4 4);grid;title(随机