数字信号处理实验二,三.docx

《数字信号处理》上机实验二实验报告班级1302013 学号：13020130082姓名：贾昊稹1.给定模拟信号x(0=2sin(4“+5cos(8“)，对其进行采样,用DFT ( FFT)进行信 号•频谱分析1)确定最小采样频率和最小采样点数2 )若以r = 0.01n(^ = 0:/V-l)秒进行采样，至少需要取多少采样点？(3 )用DFT的点数N = 50,100出信号的N点DFT的幅度谱,讨论幅度谱结 果4 ) N分别为N=64和N=(O,能否分辨出信号的所有频率分量5 )在(3 )和(4 )的条件下做补0 FFT,分析结果6 )在不满足最小采样点数的情况下做补0DFT,观察是否可以分辨出两个 频率分量1)wl=4*pi;w2=8*pi;fl=wl/2/pi;f2=w2/2/pi;dispf最小采样频率：Jfsl=2*max(flJ2)f=f2-fl;dispC最小釆样点数：’)N= ceil(fsl/abs(f));运行结果：最小采样频率：fsl =最小采样点数:4⑵ T=0.01;fs2=l/T;disp(■以T=0.01n釆样,最少的釆样点个数为：’)N0=ceil(fs2/abs(f))运行结杲：以T=0.01n采样，最少的采样点个数为：N0 =50(3) (4) N 1=50;N2=100;N3=64;N4=60; nl=0:Nl-l; n2=0:N2-l; n3=0:N3-l; n4=0:N4-l;xl=2*cos(wl* nl*T)+5*cos(w2*nl*T); x2=2*cos(wl*n2*T)+5*cos(w2*n2*T); x3=2*cos(wl*n3*T)+5*cos(w2*n3*T); x4=2*cos(wl*n4*T)+5*cos(w2*n4*T); Xl=abs(fft(xl,Nl));X2=abs(fft(x2,N2));X3=abs(fft(x3,N3));X4=abs(fft(x4,N4));figure(l) subplot(2,2,l),stem(nl,Xl/.); title(,N=50,);xlabel(nl,);ylabel(,Xl,); subplot(222),stem(n2,X2,T); title(,N=100,);xlabel(,n2);ylabel(,X2,); subplot(2/2,3),stem(n3/X3/.); title(N=64)；xlabel(n3);ylabel(X3); subplot(224),stem(n4,X4,T);title(N=60,)；xlabel(n4,);ylabel(,X4,); 运行结果：(5)Nb=200;nb=O:Nb-l;X5=abs(fft(xl,Nb));X6=abs(fft(x2,Nb));X7=abs(fft(x3,Nb));X8=abs(fft(x4,Nb));figure(2)subplot(221),stem(nb,X5,T);title(N=50 补零到 200 后的幅度值);xlabel(nb);ylabel(X5);subplot(222),stem(nb,X6,T);title(*N=100 补零到 200 后的幅度值hxlabelCnbbylabelCXe); subplot(22 3),stem(nb,X7,T);title(N=64 补零到 200 后的幅度值);xlabel(nb);ylabel(X7J;subplot(224),stem(nb,X8,T);title(N=60 补零到 200 后的幅度值,);xlabel(,nb,);ylabel(,X8,); 运行结果：(6)N9=3; n9=0:N9-l;x9=2*cos(wl*n9*T)+5*cos(w2*n9*T);X9=abs(fft(x9,Nb));figure(3)stem(nb,X9,T);title(N=3不满足最小采样点时补零到200后的幅度值,);xlabel(,nb,);ylabel(,X9);2.设雷达发射线性调频信号/i(r) = exp(j2^/r2), // = 5xio,S采样率/, = 2xio9,采样点数N = 20000。

冋波信号$（/）= 〃（/_「）+/（_q）,旺=10", 丁2 = 11x10"1 ）画出/（）的频谱2 ）利用DFT的时延性质产生W）,比较直接在时域产生和在频域产生（再变 换到时域）的结果是否相同3 ）匹配滤波的结果是）（）“（/）7・（t）,（〔〃表示线性卷积）分别用直接线 性卷积和DFT的卷积定理求解⑴比较二者结呆，并记录两种方法的运 行时间（用tic, toe指令）4 ）画出$⑴的频谱1)mu=5el3;fs=2e9;Ts=l/fs;N=20000;taol=le-6;tao2=l.le-6; delayl=ceil(taol/Ts); delay2=ceil(tao2/Ts); n=O:N-l;t=n*Ts;h=exp(j*2*pi*mu*t.A2); H=abs(fft(h,N)); figure(l);运行结果：(2) Ns=N+max(delayl,delay2); sl=zeros(l,Ns);s2=zeros(l,Ns);sl(delayl+l:delayl+N)=exp(2*j*pi*mu*t.A2);s2(de-ay2+lo.e-ay2+Nnexp(2*j*p*mu*t>2)_SHS1+S2】7r(91、Nsll、NS)*fs;XHZeros(l、NS)j x(l2nhj xl"fft(x)*exp(—j*2*p*taol*frX24ft(x)*exp (丄 *2*pi*Er02*f)jXsuml!.fft(xl+X2)j figures pot(abs(s)) ho-d on pot(absxsum)v)(3) hhnzeros (L N)八 hh(l)Hh(l)； hh(2-end)Hf1iplr(h(2-end))八hhucorl j (hh)-ticynconvFhh)-taob= (0:length(y)-1)*Ts-N*Ts; figure (3);plot(taob, abs (y))hoid onNy二N+Ns-l;tichhf=conj (fft (h, Ny)) ; hf=fft (s, Ny); yf=(ifft (hf. *hhf));toestcm(taob, circshift (abs (yf・)，N), r) xlabel ( 10) ;ylabel (J a，);运行结果：Elapsed time is 3.462685 seconds.Elapsed time is 0.133051 seconds.(4)figure(4)plot (abs(fft(yf)))实验结果:数字信号处理实验三：数字滤波器设计及其实现1. IIR滤波器设计(1)用matlab确定一个数字IIR低通滤波器所有四种类型的最低阶数。

指标如下：40kHz的采样率，4kHz的通带边界频率，8kHz的阻带边界频率，0.5dB的通带波 纹，40dB的最小阻带衰减并在同一张图中画出每种滤波器的频率响应1)程序：fc=40;fp=4;fs=8;rp=0.5;rs=40; wp=2*pi*fp/fc;ws=2*pi*fs/fc;dispCbuttord) [n,wc]=buttord(wp,ws,rp,rs/s,) [b,a]=butter(n,wc,,low,,s,);w=0:0.002:5;[h/w]=freqs(b,a/w);h=20*logl0(abs(h)); plot(w,h/b-) dispCcheblord) [n,wpo]=cheblord(wp,ws,rp,rs,s) [b,a]=cheby l(n ,rp,wpo/low7s);[h,w]=freqs(b,a,w); h=20*logl0(abs(h)); hold on plot(w,h/r・‘) disp(cheb2ord) [n,wso]=cheb2ord(wp,ws,rp,rs,s) [b,a]=cheby2 (n js^so/low/s);[h,w]=freqs(b,a,w); h=20*logl0(abs(h)); hold on plot(w,h,k」) dispCellipord*) [nzwc]=ellipord(wp,ws,rp,rs/s,)[b,a]=ellip(n/rp,rs,wc,,low7s,);[h/w]=freqs(b,a,w);h=20*logl0(abs(h));hold onplot(w,h,gjIegend(,butter/,chebyl/cheby27ellip) grid onxlabelCw)ylabelCh1) 运行结杲：buttord wc =0.7533cheblord wpo =0.6283cheb2ord wso =1.2069ellipordwc =0.6283(2)用matlab确定一个数字HR高通滤波器所有四种类型 的最低阶数。

指标如下：3500Hz的采样率，1050Hz 的通带边界频率，600Hz的阻带边界频率，ldB的通 带波纹，50dB的最小阻带衰减并在同一张图中画 出每种滤波器的频率响应程序：fc=3500;fp=1050;fs=600;rp=l;rs=50;wp=2*pi*fp/fc;ws=2*pi*fs/fc;disp(buttord*)[n,wc]=buttord(wp,ws,rp,rs/s,)[bza]=butter(n,wc/,high,zs,)；w=0:0.001:6;[h,w]=freqs(b,a/w); h=20*logl0(abs(h));plot(w,h/b・‘) disp(cheblord) [n,wpo]=cheblord(wp,ws,rp,rs/s,) [b,a]=chebyl( njp’wpo/highTs1); [h,w]=freqs(b,a,w);h=20*logl0(abs(h));hold on plot(w,h,r」) disp(cheb2ord) [n,wso]=cheb2ord(wp,ws,rp,rs,,s,) [b,a]=cheby2 (n /s^so/high/s); [h,w]=freqs(b,a,w); h=20*logl0(abs(h));hold onplotfw^/k-)dispCellipord*)[n,wc]=ellipord(wp,ws,rp/rs,,s,)。