數(shù)字信號處理上機實驗答案(全)1

1、第十章上機實驗1第十章第十章上機實驗上機實驗數(shù)字信號處理是一門理論和實際密切結合的課程，為深入掌握課程內容，最好在學習理論的同時，做習題和上機實驗。上機實驗不僅可以幫助讀者深入的理解和消化基本理論，而且能鍛煉初學者的獨立解決問題的能力。本章在第二版的基礎上編寫了六個實驗，前五個實驗屬基礎理論實驗，第六個屬應用綜合實驗。實驗一系統(tǒng)響應及系統(tǒng)穩(wěn)定性。實驗二時域采樣與頻域采樣。實驗三用FFT對信號作頻譜分析。實驗四IIR數(shù)字濾波器設計及軟件實

2、現(xiàn)。實驗五FIR數(shù)字濾波器設計與軟件實現(xiàn)實驗六應用實驗——數(shù)字信號處理在雙音多頻撥號系統(tǒng)中的應用任課教師根據教學進度，安排學生上機進行實驗。建議自學的讀者在學習完第一章后作實驗一；在學習完第三、四章后作實驗二和實驗三；實驗四IIR數(shù)字濾波器設計及軟件實現(xiàn)在。學習完第六章進行；實驗五在學習完第七章后進行。實驗六綜合實驗在學習完第七章或者再后些進行；實驗六為綜合實驗，在學習完本課程后再進行。10.1實驗一實驗一:系統(tǒng)響應及系統(tǒng)穩(wěn)定性系統(tǒng)響應

3、及系統(tǒng)穩(wěn)定性1.實驗目的（1）掌握求系統(tǒng)響應的方法。（2）掌握時域離散系統(tǒng)的時域特性。（3）分析、觀察及檢驗系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2.實驗原理與方法在時域中，描寫系統(tǒng)特性的方法是差分方程和單位脈沖響應，在頻域可以用系統(tǒng)函數(shù)描述系統(tǒng)特性。已知輸入信號可以由差分方程、單位脈沖響應或系統(tǒng)函數(shù)求出系統(tǒng)對于該輸入信號的響應，本實驗僅在時域求解。在計算機上適合用遞推法求差分方程的解，最簡單的方法是采用MATLAB語言的工具箱函數(shù)filter函數(shù)。也可以用M

4、ATLAB語言的工具箱函數(shù)conv函數(shù)計算輸入信號和系統(tǒng)的單位脈沖響應的線性卷積，求出系統(tǒng)的響應。系統(tǒng)的時域特性指的是系統(tǒng)的線性時不變性質、因果性和穩(wěn)定性。重點分析實驗系統(tǒng)的穩(wěn)定性，包括觀察系統(tǒng)的暫態(tài)響應和穩(wěn)定響應。系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指對任意有界的輸入信號，系統(tǒng)都能得到有界的系統(tǒng)響應?；蛘呦到y(tǒng)的單位脈沖響應滿足絕對可和的條件。系統(tǒng)的穩(wěn)定性由其差分方程的系數(shù)決定。實際中檢查系統(tǒng)是否穩(wěn)定，不可能檢查系統(tǒng)對所有有界的輸入信號，輸出是否都是有界輸出

5、，或者檢查系統(tǒng)的單位脈沖響應滿足絕對可和的條件?？尚械姆椒ㄊ窃谙到y(tǒng)的輸入端加入單位階躍序列，如果系統(tǒng)的輸出趨近一個常數(shù)（包括零），就可以斷定系統(tǒng)是穩(wěn)定的[19]。系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出是指當時，系統(tǒng)的輸出。如果系統(tǒng)穩(wěn)定，信號加入系統(tǒng)后，系??n統(tǒng)輸出的開始一段稱為暫態(tài)效應，隨n的加大，幅度趨于穩(wěn)定，達到穩(wěn)態(tài)輸出。注意在以下實驗中均假設系統(tǒng)的初始狀態(tài)為零。3實驗內容及步驟（1）編制程序，包括產生輸入信號、單位脈沖響應序列的子程序，用filter函

6、數(shù)或conv函數(shù)求解系統(tǒng)輸出響應的主程序。程序中要有繪制信號波形的功能。（2）給定一個低通濾波器的差分方程為第十章上機實驗3%======內容內容1：調用：調用filter解差分方程，由系統(tǒng)對解差分方程，由系統(tǒng)對u(n)的響應判斷穩(wěn)定性的響應判斷穩(wěn)定性======A=[10.9]B=[0.050.05]%系統(tǒng)差分方程系數(shù)向量系統(tǒng)差分方程系數(shù)向量B和Ax1n=[11111111zeros(150)]%產生信號產生信號x1(n)=R8(n)

7、x2n=ones(1128)%產生信號產生信號x2(n)=u(n)hn=impz(BA58)%求系統(tǒng)單位脈沖響應求系統(tǒng)單位脈沖響應h(n)subplot(221)y=h(n)tstem(hny)%調用函數(shù)調用函數(shù)tstem繪圖繪圖title((a)系統(tǒng)單位脈沖響應系統(tǒng)單位脈沖響應h(n))boxony1n=filter(BAx1n)%求系統(tǒng)對求系統(tǒng)對x1(n)的響應的響應y1(n)subplot(222)y=y1(n)tstem(y1n

8、y)title((b)系統(tǒng)對系統(tǒng)對R8(n)的響應的響應y1(n))boxony2n=filter(BAx2n)%求系統(tǒng)對求系統(tǒng)對x2(n)的響應的響應y2(n)subplot(224)y=y2(n)tstem(y2ny)title((c)系統(tǒng)對系統(tǒng)對u(n)的響應的響應y2(n))boxon%===內容內容2：調用：調用conv函數(shù)計算卷積函數(shù)計算卷積============================x1n=[11111111]

9、%產生信號產生信號x1(n)=R8(n)h1n=[ones(110)zeros(110)]h2n=[12.52.51zeros(110)]y21n=conv(h1nx1n)y22n=conv(h2nx1n)figure(2)subplot(221)y=h1(n)tstem(h1ny)%調用函數(shù)調用函數(shù)tstem繪圖繪圖title((d)系統(tǒng)單位脈沖響應系統(tǒng)單位脈沖響應h1(n))boxonsubplot(222)y=y21(n)tste

10、m(y21ny)title((e)h1(n)與R8(n)的卷積的卷積y21(n))boxonsubplot(223)y=h2(n)tstem(h2ny)%調用函數(shù)調用函數(shù)tstem繪圖繪圖title((f)系統(tǒng)單位脈沖響應系統(tǒng)單位脈沖響應h2(n))boxonsubplot(224)y=y22(n)tstem(y22ny)title((g)h2(n)與R8(n)的卷積的卷積y22(n))boxon%=========內容內容3：諧振器分

11、析：諧振器分析========================un=ones(1256)%產生信號產生信號u(n)n=0:255xsin=sin(0.014n)sin(0.4n)%產生正弦信號產生正弦信號A=[11.82370.9801]B=[1100.4901100.49]%系統(tǒng)差分方程系數(shù)向量系統(tǒng)差分方程系數(shù)向量B和Ay31n=filter(BAun)%諧振器對諧振器對u(n)的響應的響應y31(n)y32n=filter(BAxs

12、in)%諧振器對諧振器對u(n)的響應的響應y31(n)figure(3)subplot(211)y=y31(n)tstem(y31ny)title((h)諧振器對諧振器對u(n)的響應的響應y31(n))boxonsubplot(212)y=y32(n)tstem(y32ny)title((i)諧振器對正弦信號的響應諧振器對正弦信號的響應y32(n))boxon10.1.3實驗程序運行結果及分析討論實驗程序運行結果及分析討論程序運行結