信号分析与处理实验报告实验一基本信号的产生（精编版）

1、本科学生设计性实验报告学号姓名学院物理与电子信息专业、班级电子实验课程名称数字信号处理教师及职称开课学期2011 至2012 学年下学期填报时间2012 年5 月27 日云南师范大学教务处编印一、实验设计方案实验序号一实验名称基本信号的产生实验时间2012 年 3 月 22 日实验室同析三栋1. 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。2 实验原理、实验流程或装置示意图matlab 提供了很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、正弦信号和周期方波等。这些信号是信号处理的基础。3实验设备及材料装有 mat

2、lab 的计算机一台4实验方法步骤及注意事项利用 matlab 中的函数分析并绘出常用基本信号的波形。注意事项：（1）在使用matlab时应注意中英输入法的切换，在中文输入法输入程序时得到的程序是错误的；（2）matlab中两个信号相乘表示为x.*u,中间有个 . ，同样两个信号相除也是如此；（3）使用 matlab编写程序时， 应新建一个m 文件， 而不是直接在comandante 窗口下编写程序；在使用编程时，应该养成良好的编写习惯。5实验数据处理方法比较法 画图法6参考文献陈后金，等 .数字信号处理.2 版【 m】.北京：高等教育出版社，2010张德丰，等 .matlab 数值计算与方法

3、.北京：机械工业出版社，2010 二实验报告1实验现象与结果连续信号的产生阶跃信号ut t=-2:0.02:6; x=(t=0); plot(t,x);axis(-2,6,0,1.2); -2-1012345600.20.40.60.81连续指数信号xt=2t -et=0:0.001:5; x=2*exp(-1*t); plot(t,x); 00.511.522.533.544.5500.20.40.60.811.21.41.61.82正弦信号f0=4; w0=2*pi*f0; t=0:0.001:1; x=2*sin(w0*t+pi/6); plot(t,x); 00.10.20.30.40

4、.50.60.70.80.91-2-1.5-1-0.500.511.52矩形脉冲信号t=-2:0.02:6; x=rectpuls(t-2,4); plot(t,x) -2-1012345600.10.20.30.40.50.60.70.80.91周期方波f0=2; t=0:0.0001:2.5; w0=2*pi*f0; y=square(w0*t,50);%(duty cycle=50%) plot(t,y);axis(0,2.5,-1.5,1.5); 00.511.522.5-1.5-1-0.500.511.5抽样函数t=-10:1/500:10; x=sinc(t/pi); plot(t

5、,x); -10-8-6-4-20246810-0.4-0.200.20.40.60.81离散信号的产生单位脉冲序列和单位阶跃序列k=-4:20; x=zeros(1,7),1,zeros(1,17); stem(k,x); -50510152000.10.20.30.40.50.60.70.80.91k=-4:20; x=zeros(1,7),1,ones(1,17); stem(k,x); -50510152000.10.20.30.40.50.60.70.80.91指数序列k=-5:15; x=0.3*(1/2).k; stem(k,x); -5051015012345678910正弦序

6、列k=-10:10; omega=pi/3;x=0.5*sin(omega*k+pi/5); stem(k,x); -10-8-6-4-20246810-0.5-0.4-0.3-0.2-0.100.10.20.30.40.5离散周期方波omega=pi/4; k=-10:10; x=square(omega*k,50); stem(k,x); -10-8-6-4-20246810-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81白噪声序列n=20;k=0:n-1; x=rand(1,n); stem(k,x); 0246810121416182000.10.20.30.40.50

7、.60.70.80.91练习题1利用 matla 产生下列信号并作图(1)x(t)=-2u(t-1),-1t=1); plot(t,x);axis(-1,5,-2.2,0.2) -1012345-2-1.5-1-0.50(2)x(t)= t)32(sine1. 0-t,设 0t30; t=0:0.001:30; f0=1.*exp(-0.1.*t); w0=2/3; x=f0.*sin(t.*w0); plot(t,x); 051015202530-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8(3)x(t)=cos(100t)+cos(3000t), 设-0.1t0.1 t=-0.1:0.

8、001:0.1; w0=100;w1=3000; x=cos(w0*t)+cos(w1*t); plot(t,x); -0.1-0.08-0.06-0.04-0.0200.020.040.060.080.1-2-1.5-1-0.500.511.52(4)x(t)=cos(0. 1t )cos(0.8t),设 0t200; t=0:0.002:200; w0=0.1*pi; w1=0.8*pi; x=cos(w0*t).*cos(w1*t); plot(t,x); 020406080100120140160180200-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.812.利用 ma

9、tlab 产生下列离散序列并作图(1)xk=其他，0,5k5-1,设1515-kk=-15:15; x=zeros(1,10),ones(1,11),zeros(1,10); stem(k,x); -15-10-505101500.10.20.30.40.50.60.70.80.91(2)xk=k0.9sin(0.25k)+cos(0.25k),设 -20=0); x=(0.5).k.*y; e=sum(abs(x).2) 输出结果如下：e = 1.3333 （2）分别计算序列前10 点、前 20 点和前 30 点的总能量及占总能量的百分比前 10 点程序如下：k=0:10; y=(k=0);

10、 x=(0.5).k.*y; e=sum(abs(x).2) 输出结果如下：e = 1.3333 前 20 点程序如下k=0:20; y=(k=0); x=(0.5).k.*y; e=sum(abs(x).2) 输出结果如下：e = 1.3333 前 30 点 程序如下：k=0:30; y=(k=0); x=(0.5).k.*y; e=sum(abs(x).2) 输出结果如下：e = 1.3333 3. 已知序列： xk1,2,0,-1,3,2;k=-2,-1,0,1,2,3,hk=1,-1,1;k=0,1,2 。（1）计算离散序列的卷积和yk=xk*hk,并绘出其波形x=1,2,0,-1,3

11、,2; h=1,-1,1; y=conv(x,h); subplot(1,1,1); stem(0:length(y)-1,y); title(yk);xlabel(k); 01234567-2-101234ykk（2）计算离散序列的相关函数rxyk=nkk-yxk,并绘出其波形x=1,2,0,-1,3,2; y=xcorr(x,x); subplot(1,1,1); m=(length(y)-1)/2;stem(-m:m,y); title(rxxn);xlabel(n); -5-4-3-2-1012345-505101520rxxnn4. 数字信号处理的应用之一是从含有加性噪声的信号中去除

12、噪声。现有被噪声污染的信号xk=sk+dk ，式中： sk=cos(0.08 k)为原始噪声； dk为均匀分布的白噪声。（1 分别产生50 个点的序列sk 和白噪声序列dk, 将二者叠加生成xk, 并在同一张图上绘出 x0k,dk 和 xk 的序列波形。k=1:50; w0=0.08*pi; s=cos(w0*k); n=50; d=rand(1,n); x=s+d; subplot(3,1,1); stem(k,x);title(x); subplot(3,1,2); stem(k,d);title(d); subplot(3,1,3); stem(k,s);title(s); 05101520253035404550-202x0510152025303540455000.51d05101520253035404550-101s（2）均值滤波可以有效的去除叠加在低频信号上的噪声。已知3 点滑动平均数字滤波器的单位脉冲响应为hk=1,1,1;k=0,1,2, 计算yk=xk*hk,在同一张纸上前50 点yk/sk 和 xk 的波形，比较序列yk 和 sk h=1,1,1; y=conv(x,h); subplot(3,