《数字信号处理》实验教学大纲xin

1、 数字信号处理 实验教学大纲一、 课程标识中文名称：数字信号处理英文名称：Digital Signal Processing实验学时：18实验室名称：实验课性质：（独立设课、非独立设课）适合专业：电子信息工程专业大纲执笔：武晓春二、实验教学目标实验教学目标要求课前做好充分预习，了解实验原理、内容、步骤和要求，会对实验中出现的现象进行深入的分析，以提高应用理论分析现象的能力；培养学生的实践动手能力和创新能力。更好的掌握比较抽象的理论知识，同时要写出实验体会、总结和建议。各组独立完成实验，详细记录实验过程和现象。三、实验要求1、实验操作要求掌握各种仪器的使用，学会测量、运算、记录实验数据，运用课堂

2、中所学到的知识，独立解决实验中所遇到的问题。2、实验报告要求从以下方面撰写：实验目的与要求、实验原理、实验方案设计、实验过程记录、实验分析、结论、小结。按统一格式完成实验报告，绘制波形图，记录实验中所遇到的问题。四、实验项目与学时分配序 号实 验 名 称实验类型选作方式每组人数实验时数1常见离散信号的MATLAB产生和图形显示验证必做222离散系统的差分方程、冲激响应和卷积分析验证必做223离散系统的频率响应分析和零、极点分布验证必做224离散信号的DTFT和DFT验证必做225CCS的开发与应用验证必做226FFT算法的应用验证必做227AD采样FFT分析实验验证必做228基于MATLAB的

3、数字滤波器设计验证必做229混叠信号的实时数字滤波验证必做2210语音处理实验验证选作22五、仪器设备配置：TMS320VC54XX数字信号处理E300型教学实验系统；计算机及MATLAB辅助教学软件。六、实验内容实验一 ：常见离散信号的MATLAB产生和图形显示 实验目的：加深对常用离散信号的理解；实验要求：（1）预先阅读MATLAB基础介绍； （2）运用MATLAB编程完成一些数字信号处理的基本功能，加深对教学内容的理解；（3）讨论复指数序列的性质。实验内容及方法：（1）编制程序产生单位抽样序列 及并绘出其图形。（2）编制程序产生单位阶跃序列 、及，并绘出其图形。（3）编制程序产生正弦序列

4、、及并绘出其图形。（4）编制程序产生复正弦序列，并绘出其图形。（5）编制程序产生指数序列，并绘出其图形。其中=学号、=1/学号。上述5种信号（长度可输入确定），在MATLAB中可以利用zeros()函数、ones()函数实现。实验仪器设备、元件及软件：计算机及MATLAB辅助教学软件实验注意事项：注意人机安全、正确使用计算机。实验二 ：离散系统的差分方程、冲激响应和卷积分析实验目的：加深对离散系统的差分方程、冲激响应和卷积分析方法的理解。实验要求：（1）预先阅读MATLAB基础介绍； （2）运用MATLAB编程完成一些数字信号处理的基本功能，加深对教学内容的理解；（3）给出理论计算结果和程序计

5、算结果并讨论。实验内容及方法：1、 利用y=conv(x,h)计算卷积，其中、。2、 编制程序求解下列两个系统的单位冲激响应和阶跃响应，并绘出其图形。（此题学号为单号同学的做）（此题学号为双号同学的做）注：在MATLAB中，可以用函数y=Filter(B,A,x) 求解差分方程，也可以用函数 y=Conv(x,h)计算卷积。实验仪器设备、元件及软件：计算机及MATLAB辅助教学软件实验注意事项：注意人机安全、正确使用计算机。实验三 ：离散信号的DTFT和DFT实验目的：加深对离散信号的DTFT和DFT及其相互关系的理解。实验要求：（1）预先阅读MATLAB基础介绍； （2）运用MATLAB编程

6、完成一些数字信号处理的基本功能，加深对教学内容的理解；（3）讨论DTFT和DFT之间的相互关系。说明实验产生的现象的原因。实验内容及方法：1、（单号同学做）分别计算序列的学号点数和4倍学号点数的DFT，并求出其相应的IDFT，并绘出该序列的DTFT图形。2、（双号同学做）分别计算序列 的学号点数和4倍学号点数的DFT，绘出幅度谱图形，并绘出该序列的DTFT图形。注：在MATLAB中，对DTFT可以用定义式计算；可以用函数U=fft（u，N）和u=ifft（U，N）计算N点序列的DFT正、反变换。实验仪器设备、元件及软件：计算机及MATLAB辅助教学软件实验注意事项：注意人机安全、正确使用计算机

7、。实验五 离散系统的频率响应分析和零、极点分布实验目的：加深对离散系统的频率响应分析和零、极点分布的概念理解。实验要求：（1）预先阅读MATLAB基础介绍； （2）运用MATLAB编程完成一些数字信号处理的基本功能，加深对教学内容的理解；（3）编程实现系统参数输入，绘出幅度频率响应曲线和零、极点分布图。实验内容及方法：求系统 的零、极点和幅度频率响应。注：在MATLAB中，可以用函数z，p，K=tf2zp（num，den）求得有理分式形式的系统转移函数的零、极点，用函数zplane（z，p）绘出零、极点分布图；也可以用函数zplane（num，den）直接绘出有理分式形式的系统转移函数的零、极

8、点分布图。另外，在MATLAB中，可以用函数 r，p，k=residuez（num，den）完成部分分式展开计算；可以用函数sos=zp2sos（z，p，K）完成将高阶系统分解为2阶系统的串联。实验仪器设备、元件及软件：计算机及MATLAB辅助教学软件实验注意事项：注意人机安全、正确使用计算机。实验六 CCS的开发与应用实验目的：让学生了解怎样连接DSP仿真器、对CCS的仿真配置及怎样在CCS内新建工程并生成*.out文件。实验要求：（1）熟悉CCS 2.0软件的使用；（2）了解TMS320VC54XX数字信号处理E300型教学实验系统的使用实验内容及方法：使用CCS 2.0软件开发一个工程。

9、实验仪器设备、元件及软件：计算机及TMS320VC54XX数字信号处理E300型教学实验系统实验注意事项：注意人机安全、正确使用计算机。实验四 FFT算法的应用实验目的：加深对离散信号的DFT的理解及其FFT算法的运用。实验要求：（1）预先阅读MATLAB基础介绍； （2）运用MATLAB编程完成一些数字信号处理的基本功能，加深对教学内容的理解；（3）利用MATLAB编程完成计算，绘出相应图形。并与理论计算相比较，说明实验结果的原因。实验内容及方法：（1） (单号同学做)实数序列N=64。算出，并绘出、，说明他们之间的不同。(双号同学做)实数序列N=64。算出，并绘出、，说明他们之间的不同。（

10、2）已知某序列在单位圆上的N=64等分样点的Z变换为。用N点IFFT程序计算，绘出及。要求：（单号同学做）直接用x=ifft（X，N）； （双号同学做）用X=fft（x，N）注：在MATLAB中，可以用函数X=fft（x，N）和x=ifft（X，N）计算N点序列的DFT正、反变换。实验仪器设备、元件及软件：计算机及MATLAB辅助教学软件实验注意事项：注意人机安全、正确使用计算机。实验七 ：AD采样FFT分析实验实验目的：加深对采样定理及FFT应用的理解。实验要求：（1）加深对DFT算法原理和基本性质的理解；（2）熟悉FFT算法原理和FFT子程序的应用；实验内容及方法：用FFT对连续信号和时域

11、信号进行谱分析的方法，编程实现，并在ccs平台上仿真实现。实验仪器设备、元件及软件：计算机及TMS320VC54XX数字信号处理E300型教学实验系统实验注意事项：注意人机安全、正确使用计算机。实验八 ：基于MATLAB的数字滤波器设计实验目的：加深对数字滤波器的常用指标和设计过程的理解。实验要求：（1）预先阅读MATLAB基础介绍； （2）运用MATLAB编程完成一些数字信号处理的基本功能，加深对教学内容的理解；（3）给出IIR数字滤波器参数和FIR数字滤波器的冲激响应，绘出它们的幅度和相位频响曲线，讨论它们各自的实现形式和特点。实验内容及方法：利用MATLAB编程设计一个数字带通滤波器，指

12、标要求如下：通带边缘频率：，通带峰值起伏：。阻带边缘频率：，最小阻带衰减： 。 分别用IIR和FIR两种数字滤波器类型进行设计。注：在MATLAB中，可以用b，a=butter（N,Wn）等函数辅助设计IIR数字滤波器, 也可以用b=fir1(N,Wn,ftype) 等函数辅助设计FIR数字滤波器。实验仪器设备、元件及软件：计算机及MATLAB辅助教学软件实验注意事项：注意人机安全、正确使用计算机。实验九 ：混叠信号的实时数字滤波实验目的：通过观察对实际信号的滤波作用，获得对数字滤波的感性认识。实验要求：（1）熟悉数字滤波的基本原理和实现方法；（2）熟悉线性相位FIR数字滤波器特性。实验内容及方法：利用ccs平台实现FIR滤波器的实时滤波。实验仪器设备、元件及软件：计算机及TMS320VC54XX数字信号处理E300型教学实验系统。实验注意事项：注意人机安全、正确使用计算机。实验十 ：语音处理实验实验目的：通过观察对实际信号的滤波作用，获得对数字滤波的感性认识。实验要求：（1）进一步学习音频信号的采集； （2）学习语音高通滤波的设计。实验内容及方法：本实验是通过TLC320AD50采集音频信号，然后对其进行FIR滤波，将滤波后的数据输出到TLC320AD50，经TLC320AD50的DA转换后从耳麦输出。实验仪器