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1、数字信号处理课程实验报告实验名称实验一、二学生姓名XX学生学号XX指导教师赵XX学院信息科学与工程学院专业班级XX实验一离散时间信号和系统响应一.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.掌握时域离散系统的时域特性3.利用卷积方法观察分析系统的时域特性4.掌握序列傅里叶变换的计算机实现方法，利用序列的傅里叶变换对离散信号及系统响应进行频域分析二、实验原理1.采样是连续信号数字化处理的第一个关键环节。对采样过程的研究不仅可以了解采样前后信号时域和频域特性的变化以及信号信
2、息不丢失的条件，而且可以加深对离散傅里叶变换、Z变换和序列傅里叶变换之间关系式的理解。对连续信号匕⑴以T为采样间隔进行吋域等间隔理想采样，形成采样信号：式中〃(/)为周期冲激脉冲，血⑴为益⑴的理想采样。00p(o=XH=-€OXa(t)的傅里叶变换为X“0G):2兀Ig芍工X3-皿)丄?1=-00上式表明将连续信号捡⑴采样后其频谱将变为周期的，周期为Qs=2tt/To也即采样信号的频谱Xcg是原连续信号xa(t)的频谱XaOQ)在频率轴上以Qs为周期，周期延拓而成的。因此，若对连续信号益⑴进行采样，耍保证采
3、样频率fs^2fm,fin为信号的最高频率，才可能由采样信号无失真地恢复出原模拟信号计算机实现时，利用计算机计算上式并不方便，因此我们利用采样序列的傅里叶变换来实现，即而X("O)=工口)严为采样序列的傅里叶变换2.吋域中，描述系统特性的方法是差分方程和单位脉冲响应，频域中可用系统函数描述系统特性。已知输入信号，可以由差分方程、单位脉冲响应或系统函数求出系统对于该输入信号的响应。本实验仅在时域求解，对于差分方程可用Matlab中的工具箱函数filter()函数求解一个时域离散线性时不变系统的输出与输入间的关
4、系为：00y(n)=x(n)*h(n)=工x(m)h(n-m)可用Matlab中的工具箱函数conv()函数求解三、实验内容及步骤1.时域采样定理的验证给定模拟信号：xa(t)=Ae~atsin(Q0/)w(r)式中A=444.12&a=50>/^t,昭=5()7习/$。其幅频特性如图所示：1选择三种采样频率Fs=lkHz,300Hz,200Hz,生成采样序列x{n）=Ae~anTsin（昭/2巧况（比）05、、区（严）
6、
7、、
8、%3（^）
9、,并绘图显示。观察ixO在折叠频率附近与连续信号频谱有无明显差别，分析频谱混叠现彖。源代码:n=0:63;A=444.128;a=50*sqrt(2)*pi;w=50*sqrt(2)*pi;fs=1000;Tl=l/(fs);x=A*exp(-a*n*Tl).*sin(w*n*Tl);subplot(2,3,1);stem(n,x,1.1);title('Fs=1000Hz时域信号波形');subplot(2,3,4);X=fft(x);XI=[X,X];plot(0:127,abs(XI
10、));title(1Fs=1000Hz信号的幅度谱1);fs2=300;T2=l/(fs2);x=A*exp(-a*n*T2)•*sin(w*n*T2);subplot(2,3,2);stem(n,x,1.1);title(1Fs=300Hz时域信号波形1);subplot(2,3,5);X=fft(x);X2=[X,X];plot(0:127,abs(X2));title(fFs=300Hz信号的幅度谱1);fs3=200;T3=l/(fs3);x=A*exp(-a*n*T3).*sin(w*n*T3);
11、subplot(2,3,3);stem(n,xf9.9);title(*Fs=200Hz时域信号波形');subplot(2,3,6);X=fft(x);X3=【X,X];plot(0:127,abs(X3));title('Fs=200Hz信号的幅度谱');图片：iSOrr-103]
12、W-12010080CO4020•50102030406060701020»406060702.给定一个低通滤波器的差分方程为:Xj(n)=&(n),x2(n)=u(n)(1)分别求岀Xj(n)=7^(n)和兀2(〃)=%(
13、〃)的系统响应，并画出其波形(2)求出系统的单位脉冲响应，画出其波形源代码A=[lz-0.9];B=[0•05/0.05];xln=[ones(1,8),zeros(1,50)];x2n=ones(1,100);yln=filter(BAAzxln);subplot(3,lz1);stem(yin,1•1);title(*(1)系统对R8(n)的响应yl(n)*);y2n=filter(B,A,x2n);subp
