数字信号处理实验指导书

前 言

数字信号处理是一门理论和工程实践密切结合的课程。为了加深对教学内容的理解，应在学习理论的同时，加强上机实验，深入理解和消化基本理论，锻炼初学者独立解决问题的能力。本课程实验要求学生运用MATLAB编程完成一些数字信号处理的基本功能。 MATLAB是一高效的工程计算语言，它将计算、可视化和编程等功能集于一个易于使用的环境。在MATLAB环境中描述问题计编制求解问题的程序时，用户可以按照符合人们科学思维的方式和数学表达习惯的语言形式来书写程序。MATLAB广泛应用于工业，电子，医疗和建筑等众多领域。其典型应用主要包括以下几个方面： 数学计算； 算法开发； 数据采集； 系统建模和仿真； 数据分析和可视化 科学和工程绘图；

应用软件开发（包括用户界面）。

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实验1 用MATLAB产生时域离散信号

一、.实验目的：

1、了解常用时域离散信号及其特点

2、掌握用MATLAB产生时域离散信号的方法 二、.实验原理： 1、时域离散信号的概念

在时间轴的离散点上取值的信号，称为离散时间信号。通常，离散时间信号用x(n)表示，其幅度可以在某一范围内连续取值。由于信号处理设备或装置（如计算机、专用的信号处理芯片等）均以有限位的二进制数来表示信号的幅度，因此，信号的幅度也必须离散化。我们把时间和幅度均取离散值的信号称为时域离散信号或数字信号。

在MATLAB语言中，时域离散信号可以通过编写程序直接产生。 2、常用时域离散信号的生成 1) 单位抽样序列 单位抽样序列的表示式为

?(n)??

?1?0n?0?1n?k 或 ?(n?k)?? n?0?0n?0以下三段程序分别用不同的方法来产生单位抽样序列。 例1-1 用MATLAB的关系运算式来产生单位抽样序列。

n1= -5;n2=5;n0=0; n=n1:n2; x=[n==n0]; stem(n,x,'filled');

axis([n1,n2,0,1.1*max(x)]); xlabel('时间(n)');ylabel('幅度x(n)');

title('单位脉冲序列');

运行结果如图1-1所示：

单位脉冲序列10.8幅度x(n)0.60.40.20-5-4-3-2-10时间(n)12345

图1-1

例1-2 用zeros函数和抽样点直接赋值来产生单位抽样序列。

n1=-5;n2=5;k=0; n=n1:n2;

nt=length(n);（取参数的长度） nk=abs(k-n1)+1;{取绝对值}

x=zeros(1,nt);{（行、列）}（zeros生成零矩阵） x(nk)=1;

绘图部分的程序及作图结果与例1-1相同。 例1-3 生成移位的单位脉冲序列。 n1=-5;n2=5;n0=2;

n=n1:n2; x=[(n-n0)==0]; stem(n,x,'filled');

axis([n1,n2,0,1.1*max(x)]); xlabel('时间(n)');ylabel('幅度x(n)'); title('单位脉冲序列');

运行结果如图1-2所示

单位脉冲序列10.8幅度x(n)0.60.40.20-5-4-3-2-10时间(n)12345

图1-2

2) 单位阶跃序列

单位阶跃序列表示式为

n?0n?0?1?1 或 u(n)=?u(n-k)=?n?0n?0?0?0以下三段程序分别用不同的方法来产生单位阶跃序列。 例1-4用MATLAB的关系运算式来产生单位阶跃序列。

n1=-2;n2=8;n0=0; n=n1:n2; x=[n>=n0]; stem(n,x,'filled');

axis([n1,n2,0,1.1*max(x)]); xlabel('时间(n)');ylabel('幅度x(n)'); title('单位阶跃序列'); box

运行结果如图1-3所示：

单位阶跃序列10.8幅度x(n)0.60.40.20-2-10123时间(n)45678

图1-3

例1-5 用zeros和ones函数来产生单位阶跃序列。 n1=-2;n2=8;k=0; n=n1:n2; nt=length(n); nk=abs(k-n1)+1;

x=[zeros(1,nk-1),ones(1,nt-nk+1)];

绘图部分的程序及作图结果与例1-4相同。. 例1-6生成移位的单位阶跃序列。 n1=-10;n2=10;n0=4; n=n1:n2; x=[(n-n0)>=0]; stem(n,x,'filled');

axis([n1,n2,0,1.1*max(x)]); xlabel('时间(n)');ylabel('幅度x(n)'); title('移位的单位阶跃序列'); box

程序运行结果如图1-4所示：