数字信号处理实验报告(基于MATLAB)

课程名称：数字信号处理实验实验地点：综合楼C407专业班级：2014级生物医学工程姓名：leifeng学号：指导老师：第一次实验第一章离散时间信号的时域分析Q1.1运行程序P1.1，以产生单位样本序列u[n]并显示它clf;n=-10:20;u=[zeros(1,10)1zeros(1,20)];stem(n,u);xlabel('时间序号');ylabel('振幅');title('单位样本序列');axis([-102001.2]);-10-50510152000.20.40.60.81时间序号振幅单位样本序列Q1.2命令clf，axis，title，xlabel和ylabel的作用是什么clf：清除图形窗口内容；axis:规定横纵坐标的范围；title：使图像面板上方显示相应的题目名称；xlable：定义横坐标的名字；ylable：定义纵坐标的名字。Q1.3修改程序P1.1以产生带有延时11个样本的延迟单位样本序列ud[n]，运行修改的程序并且显示产生的序列。clf;n=0:30;u=[zeros(1,11)1zeros(1,19)];stem(n,u);xlabel('时间序号');ylabel('振幅');title('单位样本序列');axis([03001.2]);05101520253000.20.40.60.81时间序号振幅单位样本序列Q1.5修改程序P1.1，以产生带有超前7个样本的延时单位阶跃序列sd[n]。运行修改后的程序并显示产生的序列。clf;n=-10:20;sd=[zeros(1,3)1ones(1,27)];stem(n,sd);xlabel('时间序号');ylabel('振幅');title('单位样本序列');axis([-102001.2]);-10-50510152000.20.40.60.81时间序号振幅单位样本序列Q1.6运行程序P1.2，以产生复数值的指数序列。clf;c=-(1/12)+(pi/6)*i;K=2;n=0:40;x=K*exp(c*n);subplot(2,1,1);stem(n,real(x));xlabel('时间序号n');ylabel('振幅');title('实部');subplot(2,1,2);stem(n,imag(x));xlabel('时间序号n');ylabel('振幅');title('虚部');0510152025303540-2-1012时间序号n振幅实部0510152025303540-1012时间序号n振幅虚部Q1.7哪个参数控制该序列的增长或衰减率？哪个参数控制该序列的振幅？参数C控制序列增长或衰减率参数K控制序列的振幅参数C控制该序列的增长或衰减率；参数K控制该序列的振幅。Q1.8若参数C更改为(1/12)+(pi/6)*i，将会发生什么情况?0510152025303540-50050时间序号n振幅实部0510152025303540-50050100时间序号n振幅虚部Q1.9运算符real和imag的作用是什么?运算符real和imag的作用分别是提取运算数值x实部和虚部。Q1.10命令subplot的作用是什么？subplot（a，b，c），其中a代表图像分a行显示，b代表图像分b列显示，c代表第a行的第b列图像。Q1.11运行程序P1.3以产生实数值的指数序列clf;n=0:35;a=1.2;K=0.2;x=K*a.^n;stem(n,x);xlabel('时间序号n');ylabel('振幅');05101520253035020406080100120时间序号n振幅Q1.12哪个参数控制该序列的增长或衰减率？哪个参数控制该序列的振幅？参数a控制该序列的增长或者衰减率，参数k控制该序列的振幅。Q1.13算术运算符^和.^之间的区别是什么？运算符“^”表示a的指数是n这个序列；运算符”.^”表示a的指数分别是n这个序列中的每一个数字，即对应的每一个元素。Q1.14若参数a小于1，会发生什么情况？将参数a更改为0.9，将参数k更改成20，再次运行程序P1.3。clf;n=0:35;a=0.9;K=20;x=K*a.^n;stem(n,x);xlabel('时间序号n');ylabel('振幅');Q1.160510152025303502468101214161820时间序号n振幅Q1.15该序列的长度是多少？怎样才能改变它？该序列的长度是35；通过改变“n=0:35”中的“35”这个数字可以改变序列的长度。Q1.16使用MATLAB命令sum(s.*s)可计算用向量s表示的实数序列s[n]的能量。试求在习题Q1.11和习题Q1.14中产生的实数值指数序列x[n]的能量。clf;n=0:35;a=0.9;K=20;x=K*a.^n;stem(n,x);sum(s.*s)xlabel('时间序号n');ylabel('振幅');结果：ans=2.3106e+004clf;n=0:35;a=1.2;K=0.2;x=K*a.^n;s=stem(n,x);sum(s.*s)xlabel('时间序号n');ylabel('振幅');结果：ans=2.3719e+004Q1.17运行程序P1.4，以产生正弦序列并显示它。n=0:40;f=0.1;phase=0;A=1.5;arg=2*pi*f*n-phase;x=A*cos(arg);clf;stem(n,x);axis([040-22]);grid;title('正弦序列');xlabel('时间序号n');ylabel('振幅');axis;Q1.18该序列的频率是多少？怎样可以改变它？哪个参数控制该序列的相位？哪个参数控制该序列的振幅？该序列的周期是多少？该序列的频率是0.1Hz；通过改变f的值可以此正弦序列的频率；参数phase控制该序列的初相位；参数A控制该序列的振幅；该序列的周期是10s。Q1.19该序列的长度是多少？怎样可以改变它？该序列的长度是41个时间单位，通过改变n的参数可以改变该序列的长度。Q1.21axis的作用axis和grid命令的作用是什么是规定像显图示的横纵坐标的范围；grid的作用是显示图像上面的“网格”。Q1.22修改程序P1.4，以产生一个频率为0.9的正弦序列并显示它。把此序列和习题Q1.17中产生的序列相比较。修改程序P1.4，以产生一个频率为1.1的正弦序列并显示它。把此序列与Q1.17中产生的序列相比较，评价你的结果。0510152025303540-2-1.5-1-0.500.511.52正弦序列时间序号n振幅0510152025303540-2-1.5-1-0.500.511.52正弦序列时间序号n振幅该图像与f=0.1时的图像一样，因为该正弦序列的最小周期是2pi的,而当f=0.9与f=1.1时正好是f=0.1的整数倍。Q1.23修改上述程序，以产生长度为50，频率为0.08，振幅为2.5，相移为90度的一个正弦序列并显示它。该序列的周期是多少？n=0:50;f=0.08;phase=pi/2;A=2.5;arg=2*pi*f*n-phase;x=A*cos(arg);clf;stem(n,x);axis([040-33]);grid;title('正弦序列');xlabel('时间序号n');ylabel('振幅');axis;0510152025303540-3-2-10123正弦序列时间序号n振幅周期为12.5sQ1.24在程序P1.4中用plot命令代替stem命令，运行新程序。新图形与Q1.7中产生的图形有什么区别？0510152025303540-2-1.5-1-0.500.511.52正弦序列时间序号n振幅原图像是离散的，新图像是连续的，说明plot命令是用平滑的线将各点连接起来产生连续波，而stem命令则是用各点来产生离散波。Q1.25在程序P1.4中用stairs命令代替stem命令，运行新程序。新图形与Q1.17和Q1.24中产生的图形有什么区别？0510152025303540-2-1.5-1-0.500.511.52正弦序列时间序号n振幅stairs函数是用直线将相应的点连接起来，类似于阶梯状。Q1.26编写一个MATLAB程序，以产生并显示一个长度为100的随机信号，该信号在区间[-2,2]中均匀分布。clf;x=4*rand(1,100)-2;stem(x);0102030405060708090100-2-1.5-1-0.500.511.52Q1.27编写一个MATLAB程序，以产生并显示一个长度为75的高斯随机信号，该信号正太分布且均值为0，方差为3clf;x=3*randn(1,75);stem(x);01020304050607080-8-6-4-202468Q1.36运行程序P1.7以产生扫频正弦序列x[n]n=0:100;a=pi/2/100;b=0;arg=a*n.*n+b*n;x=cos(arg);clf;stem(n,x);axis([0,100,-1.5,1.5]);title('扫频正弦信号');xlabel('时间序号n');ylabel('振幅');grid;axis;0102030405060708090100-1.5-1-0.500.511.5扫频正弦信号时间序号n振幅第二次实验第二章离散时间系统的时域分析Q2.1对M=2，生成输入x[n]=s1[n]+s2[n]的输出信号，输入x[n]的那个分量被改离散时间系统抑制?050100-2-1012时间序号n振幅信号#1050100-2-1012时间序号n振幅信号#2050100-2-1012时间序号n振幅输入信号050100-2-1012时间序号n振幅输出信号答：x[n]被该离散时间系统抑制的分量为信号#2的高频分量Q2.2.线性时不变系统变为y[n]=0.5(x[n]–x[n–1])后，对输入x[n]=s1[n]+s2[n]的影响是什么？050100-2-1012时间序号n振幅信号#1050100-2-1012时间序号n振幅信号#2050100-2-1012时间序号n振幅输入信号050100-2-1012时间序号n振幅输出信号答：对于输入的影响是-该系统现在是一个高通滤波器。它通过高频率的输入分量信号#2，而不是低频分量信号#1.Q2.3s1[n]和s2[n]频率取其他值结果。M=4f1=0.1f2=0.9050100-2-1012时间序号n振幅信号#1050100-2-1012时间序号n振幅信号#2050100-2-1012时间序号n振幅输入信号050100-2-1012时间序号n振幅输出信号M=10f1=0.1f2=0.9050100-2-1012时间序号n振幅信号#1050100-2-1012时间序号n振幅信号#2050100-2-1012时间序号n振幅输入信号050100-2-1012时间序号n振幅输出信号Q2.4修改程序P2.1，用一个长度为101、最低频率为0、最高频率为0.5的扫频正弦信号作为输入信号，计算其输出信号。你能用该系统对扫频信号的响应来解释Q2.1和Q2.2的结果吗？050100-2-1.5-1-0.500.511.52时间序号n振幅输入信号050100-2-1.5-1-0.500.511.52时间序号n振幅输出信号Q2.7运行程序P2.3，对由加权输入得到的y[n]与在相同权系数下输出y1[n]和y2[n]相加得到的yt[n]进行比较，这两个序列是否相等？该系统是线性系统吗？0510152025303540-50050振幅加权输入：ax1[n]+bx2[n]的输出0510152025303540-50050振幅加权输入：ay1[n]+by2[n]0510152025303540-505x10-15时间序号n振幅差信号答：可以看出这加权输入与输出的图像几乎是相差无几的，观察差信号的图像，纵坐标已达到10^(-15)，可以看出是相差无几的，所以该系统是线性系统。Q2.8用三组