数字信号处理实验new

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1、数字信号处理实验（基于Matlab）王春兴物理与电子科学学院2003.563数字信号处理实验（基于Matlab）第一章概述信号的定义及表达信号：带有信息的任何物理量本课程讨论的信号：时间函数连续时间信号CT离散时间信号DT模拟信号到数字信号采样（时间离散化）量化（取值离散化）（P.7图1.6）数字信号的表达：二进制数组----二进制编码数制转换：10进制---2进制MSB和LSB符号数的表达：符号位（补码）数字信号处理分析方式：理论分析设计采用DT信号进行（本课程内容）实时电路处理采用数字信号进行（数字电路内容）数字信号的

2、特点及应用特点：数字信号与模拟信号的比较抗干扰性强、精度高、容易存储、可灵活处理与计算机系统兼容数字技术的应用领域语音技术（传输、识别、合成）图象处理（静止图象、移动图象、三维动画）地波分析（地震探测、地质探矿）谐振分析（高层建筑、桥梁、机翼等）63自动控制实时检测本课程的主要教学安排：主要内容：（50学时）数字信号的频率分析：定义、变换与计算(22学时)频率定义、CTFS与DTFS、CTFT与DTFT、DFT与FFT数字信号的频率处理：滤波器设计（26学时）LTI系统分析理想滤波器与低阶数字滤波；FIR滤波器设计、IIR

3、滤波器设计数字滤波器结构与误差分析教材与参考书：教材：《DigitalSignalProcessing–spectralcomputationandfilterdesign》（Thirdedition）(美)Chi-TsongChen电子工业出版社2002版《数字信号处理基础》（加）JoyceVandeVegte著侯正信王国安等译电子工业出版社2003版《信号与系统计算机练习—利用MATLAB》JohnR.Buck刘树棠译西安交通大学出版社2000版主要工具：MATLAB：信号波形图、频谱计算与分析滤波器设计及系统频率特性

4、分析考核方式：平时作业30%考试（笔试、操作）70%MATLAB的基本应用方法命令窗口（Commandwindow）的使用：输入各类变量或函数名称，按回车即得到当前变量或函数值；输入各类命令，按回车即得到该命令执行结果；若需要输入多行命令或程序，各行间用“；”间隔；M文件的编制与调试执行打开空白文件或已经有的文件，进行程序文件的输入编辑；各行间用“；”间隔；一行中“%”以后内容为注释部分，不影响程序执行；程序编制完毕后，可以按“F5”键保存执行，注意根据屏幕提示建立文件名称；如果出现错误，可在命令窗口看到错误类型及位置，根

5、据错误检测信息对程序进行调试；MATLAB命令及函数信号的表达方式及作图在MATLAB中，任何变量或函数均表现为向量，任何向量的元素编号均从1开始；序列（向量）表达方式设定坐标向量n和信号向量x；x和n为长度相同的向量，向量的编号从1开始；n=[-2:0.1:2]坐标向量可以直接逐点写出：n=[234567]；63也可以采用起点，终点和步长的形式写出：n=[-2:0.1:2]；信号向量可以直接逐点写出：x=[123432]；也可以采用与n有关的函数运算形式写出：例如：x=3*nx=exp(j*(pi/8)*n)作图：采用s

6、tem（n，x）作出离散图形DT信号采用plot（n，x）作出连续图形（折线连接）CT信号作图时主要通过合理设置n的范围及步长来保证变量坐标的正确性；可以利用title，axis等函数为图形设置说明和坐标范围；特别注意：作图时必须保证坐标向量与信号向量长度完全一致；0101：离散序列的作图直接表现离散序列n=[234567];x=[123432];stem(n,x);0102：将图形表现为连续曲线n=[234567];x=[123432];plot(n,x);0203：信号表现为坐标向量的函数n=[234567];x=ex

7、p(j*(pi/8)*n);plot(n,x);0204：图形说明和坐标范围的设置n=[-20:0.5:20];x=exp(j*(pi/8)*n);plot(n,x),title('n=[-20:0.5:20];x=exp(j*(pi/8)*n);plot(n,x)');axis([-20,20,-2,2]);第二章DTFS和CTFS---周期信号的频率分量信号的时域表达形式：连续时间信号CT离散时间信号DTDT信号由CT信号采样得出CT信号采样信号DT信号周期信号：每隔一段时间重复的信号信号变化快慢的描述：周期T：信号重

8、复的时间间隔频率：单位时间内信号重复的次数频域表达形式人类接受的自然信号主要以频率形式表达：声音色彩信号分析的重要任务：从时域信号得出频域信号63频率的定义----单频率时间信号CT信号的频率与周期性密切相关标准信号上述信号均为周期信号，周期为T；频率均为；周期与频率的关系取值范围DT信号的频率(仿照C