数字信号处理实验指导

1、数字信号处理实验指导实验一 用于信号处理的MATLAB基本操作1实验目的： 学习和掌握MATLAB最基本的矩阵运算与绘图工具。 学习用MATLAB实现信号处理的基本操作。2实验步骤： 熟悉MATLAB的使用环境和方法。 练习使用基本的向量生成、矩阵运算、绘图等语句。A） 利用冒号（：）生成向量X1=1 2 3 4 5X2=1.000 1.500 2.000 2.500X3=5 4 3 2 1B） 分别生成3*3，3*4的全0矩阵，全1矩阵和随机矩阵C） 分别输入矩阵 1 2 3 1.0 1.1 1.2A= 4 5 6 B= 2.0 2.1 2.2 7 8 9 3.0 3.1 3.2D） 分别计

2、算A+B，A-B，A+3，A-4，A*B，A.*B，C=inv（A）,A/B,A./BE） 分别计算sin(x1),cos(x1),exp(x1),lg(x2),sqrt(x2)3.实验说明1 向量的生成利用冒号（：）生成向量a. X=j:k (j<k)生成X=j,j+1,j+2,k-1,kb. X=j:I:k如果I>0 且j<k或I<0且j>k,则生成向量X=j,j+I,j+2I,k-I,k如果I<0 且j>k,则生成向量X=j,j+I,j+2I,k 例 X1=1：5 X1=1 2 3 4 5 X2=1：0.5：3 X2=1.000 1.500 2.

3、000 2.500 3.000 X3=5：-1：1 X3=5 4 3 2 12 矩阵的生成1） Zeros 生成全0阵B= Zeros(n) 生成n*n的全0矩阵B= Zeros(m,n) 生成m*n的全0矩阵B= Zeros(Size(A) 生成与与矩阵A大小相同的全0矩阵注：m,n必须是一个非负数2） ones生成全1阵3） rand生成均匀分布的随机阵二 矩阵的算术运算1 加法和减法对于同维矩阵指令的A+BA- B对于矩阵和标量（一个数）的加减运算，指令为：A+3A- 92 乘法和除法运算A*B 是数学中的矩阵乘法，遵循矩阵乘法规则A*B 是同维矩阵对应位置元素做乘法B=inv（A）是求

4、矩阵的逆A/B 是数学中的矩阵除法，遵循矩阵除法规则A/B 是同维矩阵对应位置元素相除另 表示矩阵的转置运算三数组函数下面列举一些基本函数，他们的用法和格式都相同。 Sin(A),cos(A),exp(A),log(A)(相当于ln) Sgrt(A)开平方 abs(A)求模 real(A)求实部 imag(A)求虚部式中A可以是标量也可以是矩阵例： 利用等差向量产生一个正弦值向量 t=0:0.1:10 A=sin(t) PLot(A) 这时候即可看到一个绘有正弦曲线的窗口弹出另：每条语句后面加“；”表示不要显示当前语句的执行结果 不加“；”表示要显示当前语句的执行结果。练习：t=0:0.01:

5、1;y=sin(2*pi*t);plot(t,y);xlabel('0-1');ylabel('-1-1'); text(0.6,0,'y=sin(2*pi*t)');H=legend('sin');四绘图（二维绘图）利用前例如果要使向量的横纵坐标一一对应，则应写为plot(t,A)如不要横坐标对应时，可只写plot(A)如果A是一个矩阵不是向量，则在同一窗口中可绘出与矩阵行数相同的曲线且颜色不同。同时也可指定曲线的颜色和格式。如plot(t,A,b.)则原来的连续曲线就变成了蓝色的点线。下面给出常用选项。r红 g绿 b蓝 y 黄

6、 m 洋红 c青 w白 k黑 实线 虚线*用星号标数据点 。用点标 o（字母o）用圆圈标 x（字母x）用叉标-.点划线 下面给出窗口分割语句 12YY+1=+1+1NY+Y subplot(x,y,n) 将一个窗口分割成x行，y列 共x*y个窗口 XPage: 4取第n个窗口为当前窗口 n个排列行例subplot(3,2,2) 分割3*2个窗口。取第二个窗口，如果下面有绘图语句，就表示要在第二个窗口中绘图五 实验报告要求a） 简述实验目的与步骤b） 写出实验步骤（2）中各步输入语句和输出结果实验二、离散时间系统的时域分析（一）实验要求1） 学会离散时间信号的运算；2） 掌握离散卷积计算方法；（

7、二）实验内容1、 信号的加数学描述 MATLAB实现 设 x10=1 0.7 0.4 0.1 0; x20=0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 1;参考程序：n1=1:5;x10=1 0.7 0.4 0.1 0;n2=3:8;x20=0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 1;n=1:8;x1=x10 zeros(1,8-length(n1);x2=zeros(1,8-length(n2) x20;x=x1+ x2;Subplot(3,1,1);Stem(n,x1);Subplot(3,1,2);Stem(n,x2);Subplot(3,1,3);Stem(n,x);2、 信号的乘数学描述

8、 MATLAB实现 设 x10=1 0.7 0.4 0.1 0; x20=0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 1;参考程序：n1=1:5;x10=1 0.7 0.4 0.1 0;n2=3:8;x20=0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 1;n=1:8;x1=x10 zeros(1,8-length(n1);x2=zeros(1,8-length(n2) x20;x=x1.*x2;Subplot(3,1,1);Stem(n,x1);Subplot(3,1,2);Stem(n,x2);Subplot(3,1,3);Stem(n,x);=n1=1:5;x10=1 0.7 0.4 0.1 0;

9、n2=3:8;x20=0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 1;n=1:8;x1=x10 zeros(1,8-length(n1);x2=zeros(1,8-length(n2) x20;x=x1.*x2=3、 计算卷积用MATLAB计算序列-2 0 1 1 3和序列1 2 0 -1的离散卷积。 首先用手工计算，然后用MATLAB编程验证。MATLAB参考程序如下： a=-2 0 1 -1 3; b=1 2 0 -1; c=conv(a,b); M=length(c)-1; n=0:1:M; stem(n,c); xlabel('n'); ylabel('幅度'

10、;);(三) 实验报告要求：1、简述实验目的和实验原理，先人工计算求出你选定的序列x(n)、h(n)的卷积结果并与计算机计算结果相比较。2、编写教材P26(7t)的运算的MATLAB程序。卷积计算练习：时域离散序列的卷积计算与土形显示。已知x（n）h (n)求y(n)= x（n）*h (n)（1）（2）%MATLAB实现Nh=20;Nx=10; m=5;%设定Nh=20;Nx=10和位移值m=5n=0:Nh-1;h1=(0.9).n; %产生h1（n）h2=h1;nx=0: Nx-1;x1=ones(1,Nx); %产生x1(n)x2= zeros(1,Nx+m);for k=m+1:m+Nx

11、; %产生x2(n)= x1(n-m)x2(k)= x1(k-m);end %产生x2(n)y1=conv(x1,h1); %计算y1(n)=x1(n)*h1(n)y2=conv(x2,h2); %计算y2(n)=x2(n)*h2(n)subplot(3,2,1)stem(nx,x1,.)axis(0 30 0 1.2),title(x1(n)subplot(3,2,3) %绘图stem(n, h1)axis(0 30 0 1.2),title(h1(n)subplot(3,2,5)stem(y1),title(y1(n)subplot(3,2,2)stem(x2,.)axis(0 40 0

12、1.2),title(x2(n)subplot(3,2,4)stem(n,h2,.)axis(0 40 0 1.2),title(h2(n)subplot(3,2,6)stem(y2),title(y2(n)Nh=20;Nx=10; m=5;%É趨Nh=20;Nx=10ºÍλÒÆÖµm=5n=0:Nh-1;h1=(0.9).n; %²úÉúh1£¨n£©h2=h1;nx=0: Nx-1;x1

13、=ones(1,Nx); %²úÉúx1(n)x2= zeros(1,Nx+m);for k=m+1:m+Nx; %²úÉúx2(n)= x1(n-m)x2(k)= x1(k-m);end %²úÉúx2(n)y1=conv(x1,h1); %¼ÆËãy1(n)=x1(n)*h1(n)y2=conv(x2,h2); %¼ÆËãy2(n)=x2(n)*h2(n)subplot(3,2,1)stem(nx,x1,'.')axis(0 30 0 1.2),title('x1(n)')subplot(3,2,3) %»æͼstem(n, h1)axis(0 30 0 1.2),title('h1(n)')subplot(3,2,5)stem(y1),t