数字信号处理实验报告学(编辑修改稿)

数字信号处理实验报告学(编辑修改稿)内容摘要：

subplot(3,2,6)。 stem(abs(fft(x)))。 title(39。 幅频特性39。 )。 结果：（2） 固定q=8，改变p，使p分别等于8,13,14，观察参数p变化对信号序列时域及幅频特性的影响。 注意p等于多少时，会发生明显的泄露现象，绘制相应的时域序列和幅频特性曲线。 程序n=0:15。 p=8。 q=8。 x=exp(1*(np).^2/q)。 close all。 subplot(3,2,1)。 stem(x)。 title(39。 高斯序列，xa(n)，p=839。 )。 subplot(3,2,2)。 stem(abs(fft(x)))。 title(39。 幅频特性39。 )。 p=13。 q=8。 x=exp(1*(np).^2/q)。 subplot(3,2,3)。 stem(x)。 title(39。 高斯序列，xa(n)，p=1339。 )。 subplot(3,2,4)。 stem(abs(fft(x)))。 title(39。 幅频特性39。 )。 p=14。 q=8。 x=exp(1*(np).^2/q)。 subplot(3,2,5)。 stem(x)。 title(39。 高斯序列，xa(n)，p=1439。 )。 subplot(3,2,6)。 stem(abs(fft(x)))。 title(39。 幅频特性39。 )。 结果：上图中可发现，p=14时发生明显的泄漏现象。 观察衰减正弦序列的时域和幅频特性（1） 令a=，并且f=，检查谱峰出现的位置是否正确，注意谱峰的形状，绘制幅频特性曲线。 程序：n=0:15。 a=。 f=。 x=exp(a*n).*sin(2*pi*f*n)。 close all。 subplot(2,1,1)。 stem(x)。 title(39。 衰减正弦序列，xb(n)，a=，f=39。 )。 subplot(2,1,2)。 stem(abs(fft(x)))。 title(39。 幅频特性曲线39。 )。 结果：（2）改变f=,再变化f=,观察这两种情况下，频谱的形状和谱峰出现的位置，有无混淆和泄露现象发生。 说明产生现象的原因。 程序：f=。 x=exp(a*n).*sin(2*pi*f*n)。 subplot(2,2,1)。 stem(x)。 title(39。 衰减正弦序列，f=39。 )。 subplot(2,2,23)。 stem(abs(fft(x)))。 title(39。 幅频特性，f=39。 )。 f=。 x=exp(a*n).*sin(2*pi*f*n)。 subplot(2,2,2)。 stem(x)。 title(39。 衰减正弦序列，f=39。 )。 subplot(2,2,4)。 stem(abs(fft(x)))。 title(39。 幅频特性，f=39。 )。 结果： 观察三角波序列和反三角波序列的时域和幅频特性（1）用8点FFT分析信号xc(n)和xd(n)的幅频特性，观察两者的序列形状和频谱曲线有什么异同。 绘制两者的序列和幅频特性曲线。 结果（2）在xc(n)和xd(n)末尾补零，用16点FFT分析这两个信号的幅频特性，观察幅频特性发生了什么变化。 两个信号之间的FFT频谱还有没有相同之处。 这些变化说明了什么。 程序：结果：实验总结与分析 （1）利用FFT来估计模拟信号的频率，FFT的点数越多，信号的频谱分辨率越高，利用频谱估计得到的信号频率 与实际的误差越小。 要想提高估计精度，应当使FFT点数在允许的范围内尽可能的大。 （2）当信号发生截断效应时，会产生高频分量，这种情况下会出现频谱混叠和频谱泄漏现象，截断效应越明显，泄漏越大。 （3）对信号抽样时，在满足Nyquist定理的情况下，由于频谱泄漏，会发生频谱混叠，因此，采样频率尽量高。 （4）由于栅栏效应使得有些不同的信号的频谱图相同，这种情况可以通过增加FFT点数来判断。 （5）在正弦信号f= N=256时，观察时域曲线，会产生由采样引起的假调制。 （6）方差q=2 时，信号变化相对快，高频分量大。 方差q=30时，信号变化相对慢，低频分量大。 因为随着q取值的增大，高斯信号逐渐变得平缓，过渡带变得平滑并延长，从而低频分量增加，高频分量减少。 （7）随着p值增大，信号被截断部分增多，截断部分的过渡带过陡，产生高频分量增多，而造成频谱泄漏与混叠。 思考题 实验中的信号序列Xc(n) 和Xd(n) ，在单位圆上的Z变换频谱会相同吗。 如果不同，你能说出那一个低频分量更多一些吗。 为什么。 答：不同。 Xc（n）的低频分量更多一些。 对一个有限长序列进行离散傅里叶变换，等价于将该序列周期延拓后进行傅里叶级数展开。 因为DFS也只是取其中一个周期来运算，所以FFT在一定条件下也可以分析周期信号序列。 如果正弦信号sin(2πfn),f=,用16点的FFT来做DFS运算，得到的频谱是信号本身的真实谱吗。 答：不是。 因为截短长度N=16不是正弦周期信号的整数倍，由于时域中的非周期截短会产生频谱泄漏。 课程名称： 数字信号处理 实验项目：实验三 用双线性变换法设计IIR滤波器实验地点： 多学科楼机房 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 2012年 12 月 26 日实验三 用双线性变换法设计IIR滤波器一、实验目的：脉冲响应不变法和双线性变换法。 ，熟悉双线性设计法设计低通、带通和高通IIR滤波器的计算机程序。 ，并与脉冲响应不变法相比较，了解双线性变换法的特点。 二、实验原理与方法从模拟滤波器设计IIR数字滤波器具有四种方法：微分差分变换法、脉冲响应不变法、双线性变换法、匹配Z变换法；在工程上常用的是其中两种：脉冲响应不变法、双线性变换法。 脉冲响应不变法需要经历如下步骤：由已知系统传输函数H(s)计算系统冲激响应h(t)；对h(t)进行等间隔取样得到h(n)=h(nT)；由h(n)获得数字滤波器的系统响应H(z)。 这种方法非常直观，其算法宗旨是保证所设计的IIR滤波器的脉冲响应和响应模。