数字信号处理课程设计.docx
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数字信号处理课程设计.docx
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数字信号处理课程设计
数字信号处理
课程设计
班级:
通信12-2班
姓名:
耿少朋
学号:
1267119216
试验一信号的时域分析
试验时间:
2014年12月2日上午8:
30
试验地点:
逸夫楼F405
试验班级:
12通信2班
实验人员:
耿少朋
已知系统传递函数G(s)=C(s)/R(s)=1/(s^2+0.3s+1),求系统的单位阶跃响应及单位脉冲响应。
解:
MATLAB程序如下:
>>clearall
>>num=[1];den=[10.31];
>>G=tf(num,den);
>>figure
(1);
>>step(G)
>>gridon
>>holdon
>>figure
(2);
>>impulse(G)
>>gridon
试验二信号的频域分析
试验时间:
2014年12月2日上午9:
00
试验地点:
逸夫楼F405
试验班级:
12通信2班
实验人员:
耿少朋
求二阶系统开环传递函数为G(s)=7/[(1+0.3s)(1+0.5s)]的幅频特性。
解:
MATLAB程序如下:
clearall
num=7;
den=conv([10.3],[10.5]);
w=-2:
0.01:
2;%频率范围为-2~2
g=freqs(num,den,w);%频率特性
mag=abs(g);%频率响应的幅值
phase=angle(g);%频率响应的相角
subplot(211)
plot(w,mag)%绘制幅频特性曲线
title('7/(1+0.3s)(1+0.5s)的频率特性');
>>xlabel('Frequency/rad/s');
>>ylabel('AmplitudeResponse');
>>grid
>>subplot(212)
>>plot(w,phase)%绘制相频特性曲线
>>xlabel('Frequency/rad/s');
>>ylabel('PhaseResponse');
>>grid
>>
试验三系统分析与设计
试验时间:
2014年12月3日下午2:
30
试验地点:
逸夫楼F405
试验班级:
12通信2班
实验人员:
耿少朋
利用matlab计算离散信号的频谱(p47)
已知离散系统的H(z)为H(z)=[(0.5009-1.0019z-1+0.5009z-2)(0.532+1.0640z-1+0.5320z-2)]/[(1-0.8519z-1+0.4167z-2)(1+0.8519z-1+0.4167z-2)]试画出该系统的幅度响应。
>>%Programl_3
>>b1=[0.509-1.00190.5009];
>>b2=[0.53201.06400.5320];
>>a1=[1.0000-0.85190.4167];
>>a2=[1.00000.85190.4167];
>>b=conv(b1,b2);%计算H(z)的分子多项式
>>a=conv(a1,a2);%计算H(z)的分母多项式
>>w=linspace(0,pi,512);%抽样的频率点
>>H=freqz(b,a,w);
>>plot(w/pi,abs(H));
>>ylabel('幅度');
>>xlabel('normalizedfrequency');
试验四IIR数字滤波器设计
试验时间:
2014年12月3日下午2:
30
试验地点:
逸夫楼F405
试验班级:
12通信2班
实验人员:
耿少朋
clearall
%Program4_1
wp=2*pi*1000;ws=2*pi*3000;ap=1;as=50;
[N,wc]=buttord(wp,ws,ap,as,'s')
[num,den]=butter(N,wc,'s')
omega1=linspace(0,wp,500);
omega2=linspace(wp,ws,200);
omega3=linspace(ws,5*1000*pi*2,500);
H1=20*log10(abs(freqs(num,den,omega1)));
H2=20*log10(abs(freqs(num,den,omega2)));
H3=20*log10(abs(freqs(num,den,omega3)));
fprintf('Ap=%.4f/n',max(-H1));
fprintf('As=%.4f/n',max(-H3);
plot([omega1omega2omega3]/(2*pi),[H1H2H3])
程序运行结果
实验结果分析:
此实验包含四个类型的滤波器
Butterworth型低通滤波器
[N,wc]=buttord(wp,ws,Ap,As,’s’)
[num,den]=butter(N,wc,;’s’)
函数buttord的输入参数wp和ws(rad/s)分别表示滤波器的通带和阻带截频,Ap和As(dB)表示滤波器的通带和阻带衰减,’s’表示所设计的模拟滤波器3dB截频w,由于wc由阻带方程确定,故由参数N,wc得出的滤波器在阻带刚好满足设计指标,在通带将存在裕量。
实验五FIR数字滤波器设计
试验时间:
2014年12月3日下午3:
00
试验地点:
逸夫楼F405
试验班级:
12通信2班
等波纹FIR滤波器设计
%Program5_7
Fp=0.5;Fs=0.6;ds=0.0017;dp=ds;
f=[FpFs];a=[10];dev=[dpds];
[M,fo,ao,w]=remezord(f,a,dev);
h=remez(M,fo,ao,w);
w=linspace(0,pi,1000);
mag=freqz(h,[1],w);
hd=plot(w/pi,20*log10(abs(mag)));
xlabel('normalizedfrequency');
ylabel('GainindB')
实验分析:
matlab提供了等波纹FIR滤波器设计的函数,其基本调用形式为[M,fo,ao,w]=remezord(f,a,dev)
h=remez(M,fo,ao,w)函数remezord估计滤波器阶数M。
函数remez实现等波纹FIR滤波器设计。
实验六随机信号功率谱估计
试验时间:
2014年12月3日下午3:
00
试验地点:
逸夫楼F405
试验班级:
12通信2班
实验人员:
耿少朋
某随机信号样本x[k]=sin(0.3πk)+sin(0.35πk)+0.3*sin(0.8πk)+η[k],
%利用B--T法进行功率谱估计
M=30;
N=512;Nfft=1024;Fs=2*pi;
Px1=0;
Fori=1:
M
n=0:
N-1;
xn=sin(0.3*pi*n)+sin(0.35*pi*n)+0.2*sin(0.8*pi*n)+randn(size(n));
Rx=xcorr(xn)/N;
L=64;
window=hamming(2*L-1);
x=Rx.*[zeros(N-L,1);window;zeros(N-L,1)]’;
Pxx=abs(fft(x,Nfft));
Px1=Px1+Pxx;
end
Px1=Px1/M;
index=0:
round(Nfft/2-1);
f=index*Fs/Nfft;
plot(f/pi,10*log(Px1(index+1))),grid
axis([01-2040]
Tittle([‘PSDEstimation:
Blackman-tukey,L=’num2str(L)])
实验分析:
利用xcorr函数计算随机序列x[k]的自相关估计Rx,将其与长度为2L-1的窗函数w[n]相乘后再进行FFT,既得功率谱分析。
课程设计总结:
经过近两周多的数字信号处理课程设计,使自己对信号处理问题的分析有了更高认识,更能熟练的应用matlab软件,并独立的设计部分课题,对于数字信号的课程设计能使自己学的知识更好的应用于实际中。
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- 关 键 词:
- 数字信号 处理 课程设计