中南大学数字信号处理实验报告解读

1、 实验报告课程名称：数字信号处理姓名：Vaga成绩：班级：电子信息学号：日期：2014年5月13日地点：综合实验楼指导老师：喀息科孚与斗目芳录电子信色工程承实验一信号、系统及系统响应实验目的3实验原理与方法3实验内容4实验步骤4程序框图6实验结论7实验代码7实验截图11实验二用FFT作谱分析实验目的14实验原理14实验步骤16上机实验内容17实验结果17实验代码18实验截图19实验一倍号、系统及系统响应实验目的（1）熟悉连续信号经理想采样前后的频谱变化关系，加深对时域采样定理的理解。（2）熟悉是与离散系统的时域特性。（3）利用卷积方法观察并分析系统的时域特性。（4）掌握序列傅里叶变换的计算机实

2、现方法，利用序列的傅里叶变换对连续信号、离散信号及系统响应进行频域分析。实验原理与方法（1）采样是连续信号数字处理的第一个关键环节。对一个信号Xa（t）进行理想采样过程如下：其中爲（0为兀的理想采样,p（t）为周期冲激脉冲，即X0=善（iT）K=TjD右0）的傅里叶变换心g）为将p（t）代入光的并进行傅里叶变换亢CO=陰兀（f）s炎-切已叫K=TR=自；兀讯仍不总应沪TjD=気3严，沪T：（j其中佔T）就是采样后得到的序列X（n）,即X（n）的傅里叶变换为由上两式得九00X(0鋼远鈔在数字计算机上观察分析各种序列的频域特性，通常对用沖)在0,2n上进行M点采样来观察分析。对长度为N的有限长序列

3、X(n)，n=0其中一个时域离散线性非事变系统的输入/输出关系为Cdy(ji)=工會)*h(n)=2英(沁瓜八-曲)L沪TjD上述积分也可以在频域实现：y(討皿)=俎/皿)77(討皿)实验内容实验步骤：信号产生子程序，用于产生试验中要用到的下列信号序列：采样信号序列：对下面连续信号：英乜(t)=sin(Q)进行采样，可得到采样序列：兀血)二屯他0=i门(赢宛。以托)，0(),0nN=彳0,其他把序列x(n)以N为周期进行周期沿拓得到周期序列x(),则有心)=彳X其他所以，有限长序列x(n)的离散傅立叶变换(DFT)为X(k)=DFT主(心=为兀(用)护fOiTV-1K=0逆变换为编制信号产生子

4、程序，产生以下典型信号供谱分析:0n34n7n0h3应当注意，如果给出的是连续信号xa(Z),则首先要根据其最高频率确定采样速率人以及由频率分辨率选择采样点数N,然后对其进行软件采样(即计算x(w)=Xa(nT)0w-1),产生对应序列x()。对信号a-6(0,频率分辨率的选择要以能分辨开其中的三个频率对应的谱线为准则。对周期序列，最好截取周期的整数倍进行谱分析，否则有可能产生较大的分析误差。实验步骤复习DFT的定义、性质和用DFT作谱分析的有关内容。复习FFT算法原理与编程思想，并对照DIT-FFT运算流图和程序框图，读懂本实验提供的FFT子程序。编制信号产生子程序，产生以下典型信号供谱分析

5、用:可(卑)=局(殍)/?+1,0J73%(/?)=8町070,其它4-,0/?3兀3“一3,07(),其它用x4(n)-cos-nx6(t)二cos8加+cos16m+cos20皿编写主程序a图3给出了主程序柜图，供参考。本实验提供FFT子程序和通用绘图子程序按实验内容要求，上机实验，井写出实验报告上机实验内容对2中所给出的信号逐个进行谱分析下面给出针对各信号的FFT变换区间N以及对连续信号丸的采样频率供实验时参考。X(”)，x2(h)tx3()Tx4(h)Tx5(n):N=S,16心(0：fs=64(Hz),N=氏,32,64令x(n)-x4(ff)+x5(H)用FFT计算区点和16点离散

6、傅里叶变换,X(k)=DYlx(n)并根据DFT的对称性,由)求出兀的二DFTES)和兀依)二DFTE(ti),并与中所得的结果比较提不：取7VH6时，x4(n)=xA(N-n),x5(n)=-xs(N-(3)令-x4(w)+jx5(k),重复5实验结果直接运行程序，按照实验内容及程序提示键入18，分别对x1(n)x6(n)及x7(n)=x4(n)+x5(n)、x8(n)=x4(n)+jx5(n)进行谱分析。输出x1(n)x5(n)的波形及其8点DFT和16点DFT,x6(n)d的16点、32点和64点采样序列及其DFT.(1)实验代码%x6(n)=cos(8nt)+cos(16nt)+cos

7、(20nt)fs=64khz,N=16,32,64m=input(FFT点数=);n=0:(m-1);subplot(2,2,1);x6=cos(pi*n/4)+cos(pi*n*5/16);stem(n,x6,.);xlabel(n);ylabel(x6(n);title(x6(n)=cos(8nt)+cos(16nt)+cos(20nt)的函数);subplot(2,2,2);xa=fft(x6,16);i=0:15;stem(i,abs(xa),.);xlabel(k);ylabel(x6(n);title(x6(n)的16点FFT);subplot(2,2,3);xb=fft(x6,3

8、2);i=0:31;stem(i,abs(xb),.);xlabel(k);ylabel(x6(n);title(x6(n)的32点FFT);subplot(2,2,4);xc=fft(x6,64);i=0:63;stem(i,abs(xc),.);xlabel(k);ylabel(x6(n);title(x6(n)的64点FFT);(2)实验截图x1(n)及其8点和16点DFTx2(n)及其8点和16点DFTX2(n)其8点DFTX2(n)其16点DFTx3(n)及其8点和16点DFTX3(n)其16点DFT20i15110-5.11.04i+02468X3(n)其8点DFTx4(n)及其8点和16点波形及其DFTX4(n)的波形X4(n)其8点DFTX4(n)其16点DFT