数字信号处理实验讲义（修订版）

数字信号处理实验指导书

（2009版）

宋宇飞 编

南京工程学院

数字信号处理实验讲义

目录

实验一 信号、系统及系统响应 ............................................................................... 1

一、实验目的 ........................................................................................................ 1 二、实验原理与方法 ............................................................................................ 1 三、实验内容及步骤 ............................................................................................ 4 四、实验思考 ........................................................................................................ 4 五、参考程序 ........................................................................................................ 4 实验二 离散时间傅里叶变换DTFT及IDTFT .......................................................... 9

一、实验目的 ........................................................................................................ 9 二、实验原理与方法 ............................................................................................ 9 三、实验内容及步骤 ............................................................................................ 9 四、实验思考 ........................................................................................................ 9 五、参考程序 ...................................................................................................... 10 实验三 离散傅里叶变换DFT及IDFT .................................................................... 12

一、实验目的 ...................................................................................................... 12 二、实验原理与方法 .......................................................................................... 12 三、实验内容及步骤 .......................................................................................... 13 四、实验思考 ...................................................................................................... 13 五、参考程序 ...................................................................................................... 13 实验四 用FFT做频谱分析 ....................................................................................... 16

一、实验目的 ...................................................................................................... 16 二、实验原理与方法 .......................................................................................... 16 三、实验内容及步骤 .......................................................................................... 18 四、实验思考 ...................................................................................................... 19 五、参考程序 ...................................................................................................... 19 实验五 用双线性变换法设计IIR数字滤波器 ....................................................... 24

一、实验目的 ...................................................................................................... 24 二、实验原理与方法 .......................................................................................... 24 三、实验内容及步骤 .......................................................................................... 25 四、实验思考 ...................................................................................................... 26 五、参考程序 ...................................................................................................... 26 实验六 用窗函数法设计FIR数字滤波器 ............................................................... 28

一、实验目的 ...................................................................................................... 28 二、实验原理与方法 .......................................................................................... 28 三、实验内容及步骤 .......................................................................................... 31 四、实验思考 ...................................................................................................... 32 五、参考程序 ...................................................................................................... 32

I

数字信号处理实验讲义

附录一 滤波器设计示例 ......................................................................................... 36

一、Matlab设计IIR基本示例 ......................................................................... 36 二、Matlab设计IIR高级示例 ......................................................................... 40 附录二 部分习题参考答案 ..................................................................................... 48

习题一 (离散信号与系统) ................................................................................ 48 习题二 (离散傅里叶变换及其快速算法) ........................................................ 49 习题三 (IIR滤波器设计) ................................................................................. 51 习题四 (FIR滤波器) ......................................................................................... 52 习题五 (数字信号处理系统的实现) ................................................................ 54 附录三 相关MATLAB习题及答案 ........................................................................... 55

第１章 离散时间信号与系统 .......................................................................... 55 第2章 离散傅里叶变换及其快速算法 .......................................................... 57 第3章 无限长单位脉冲响应(IIR)滤波器的设计方法 ................................ 61 第4章 有限长单位脉冲响应(FIR)滤波器的设计方法 ................................ 64 第5章 数字信号处理系统的实现 .................................................................. 66 第6章 多采样率信号处理 .............................................................................. 70

II

数字信号处理实验讲义

实验一 信号、系统及系统响应

一、实验目的

1、掌握时域离散信号的表示及产生方法； 2、掌握时域离散信号简单的基本运算方法； 3、掌握离散系统的响应特点。

二、实验原理与方法

(一) 典型离散信号的表示与产生方法。 1、单位抽样序列

?(n)??

?1n?0

?0n?0在MATLAB中用zeros函数来实现，要产生N点的单位抽样序列，可通过下列语句实现：

x?zeros(1,N);

x(1)?1;在MATLAB中要产生N点的单位抽样序列：

?01?n?k??(n?k)??1 n?k

?0k?n?N?可通过下列语句实现：

x?zeros(1,N);

x(k)?1; 2、单位阶跃序列

?1n?0 u(n)?? 0?n?0在MATLAB中用ones函数来实现，要产生N点的单位抽样序列，可通过下列语句实现： x?ones(1,N); 3、正弦序列

x(n)?Asin(2?fnTs??)

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