實驗一--序列、頻譜、DFT的性質教學教材.doc

1、精品文檔專業(yè)：_信息與通信工程姓名： _ _實驗報告學號 _日期： _地點 _課程名稱：數字信號處理指導老師：成績： _實驗名稱：FIR 序列、頻譜、 DFT 的性質 實驗類型： _演示 _同組學生姓名： 一、實驗目的和要求設計通過演示實驗，建立對典型信號及其頻譜的直觀認識， 理解 DFT 的物理意義、主要性質。二、實驗內容和步驟2-1 用 MATLAB ，計算得到五種共9 個序列：n0nlength1例如， a=0.5, length=102-1-1 實指數序列 x(n)a0otherwisea=0.9, length=10a=0.9, length=202-1-2 復指數序列 x(n)(a

2、jb ) n0 nlength 1 例如， a=0.5, b=0.8, length=100otherwise2-1-3 從正弦信號 x(t)=sin(2 ft+delta)抽樣得到的正弦序列 x(n)=sin(2 fnT+delta)。如，信號頻率 f=1Hz，初始相位 delta=0，抽樣間隔 T=0.1 秒，序列長length=10。2-1-4 從余弦信號 x(t)=cos(2 ft + delta)抽樣得到的余弦序列 x(n)=cos(2 fnT + delta)。如，信號頻率 f=1Hz，初相位 delta=0，抽樣間隔 T=0.1 秒，序列長 length=10。2-1-5 含兩個

3、頻率分量的復合函數序列x(n)=sin(2 f1nT)+deltasin(2 f 2nT+phi)。如，頻率 f1頻率 f2相對振幅初相位 phi抽樣間隔 T序列長(Hz)(Hz)delta(度 )(秒)length130.500.110130.5900.110130.51800.1102-2用 MATLAB ，對上述各個序列，重復下列過程。2-2-1 畫出一個序列的實部、虛部、模、相角；觀察并記錄實部、虛部、模、相角的精品文檔精品文檔實驗名稱： FIR 序列、頻譜、 DFT 的性質 姓名： _特征。2-2-2 計算該序列的幅度譜、頻譜實部、頻譜虛部；觀察和并記錄它們的特征，給予解釋。2-2-

4、3 觀察同種序列取不同參數時的頻譜，發(fā)現它們的差異，給予解釋。三、主要儀器設備MATLAB編程。四、操作方法和實驗步驟（參見“二、實驗內容和步驟”）五、實驗數據記錄和處理列出 MATLAB程序清單，加注釋。2-1-1a (a=0.5, length=10)程序n=0:9;xn=(0.5).n).*(0=n&n=9);xw=dftmtx(10)*xn;%用 DFT 求頻譜f=n/10.*(0=n&n=5)+(10-n)/10.*(6=n&n=9);%求出對應頻率figure(1);%畫出序列的實部、虛部、模、相角subplot(2,2,1);stem(n,real(xn);xlabel(n);y

5、label(real(xn);subplot(2,2,2);stem(n,imag(xn);xlabel(n);ylabel(imag(xn);subplot(2,2,3);stem(n,abs(xn);xlabel(n);ylabel(abs(xn);subplot(2,2,4);stem(n,angle(xn);xlabel(n);ylabel(angle(xn);figure(2);%畫出序列的幅度譜、頻譜實部、頻譜虛部subplot(3,1,1);stem(f,abs(xw);xlabel(f/Hz);ylabel(abs(xw);實驗名稱： FIR 序列、頻譜、 DFT 的性質 姓名

6、： _ 3精品文檔精品文檔subplot(3,1,2);stem(f,real(xw);xlabel(f/Hz);ylabel(real(xw);subplot(3,1,3);stem(f,imag(xw);xlabel(f/Hz);ylabel(imag(xw);2-1-1b（a=0.9, length=10）程序n=0:9;xn=(0.9).n).*(0=n&n=9);xw=dftmtx(10)*xn;%用 DFT 求頻譜f=n/10.*(0=n&n=5)+(10-n)/10.*(6=n&n=9);%求出對應頻率figure(1);%畫出序列的實部、虛部、模、相角subplot(2,2,1

7、);stem(n,real(xn);xlabel(n);ylabel(real(xn);subplot(2,2,2);stem(n,imag(xn);xlabel(n);ylabel(imag(xn);subplot(2,2,3);stem(n,abs(xn);xlabel(n);ylabel(abs(xn);subplot(2,2,4);stem(n,angle(xn);xlabel(n);ylabel(angle(xn);figure(2); %畫出序列的幅度譜、頻譜實部、頻譜虛部 subplot(3,1,1);stem(f,abs(xw); xlabel(f/Hz);ylabel(abs

8、(xw); subplot(3,1,2);stem(f,real(xw); xlabel(f/Hz);ylabel(real(xw); subplot(3,1,3);stem(f,imag(xw); xlabel(f/Hz);ylabel(imag(xw);2-1-1cn=0:19;xn=(0.9).n).*(0=n&n=19);實驗名稱： FIR 序列、頻譜、 DFT 的性質 姓名： _邵振江 _學號 _3080102350_P. 4精品文檔精品文檔xw=dftmtx(20)*xn;%用 DFT 求頻譜f=n/20.*(0=n&n=10)+(20-n)/20.*(11=n&n=0&n=9);

9、f=n/10.*(0=n&n=5)+(10-n)/10.*(6=n&n=0&n=9);xw=dftmtx(10)*xn;%用 DFT 求頻譜f=n.*(0=n&n=5)+(10-n).*(6=n&n=0&n=9);xw=dftmtx(10)*xn;%用 DFT 求頻譜f=n.*(0=n&n=5)+(10-n).*(6=n&n=0&n=9);xw=dftmtx(10)*xn;%用 DFT 求頻譜f=n.*(0=n&n=5)+(10-n).*(6=n&n=0&n=9);xw=dftmtx(10)*xn;%用 DFT 求頻譜f=n.*(0=n&n=5)+(10-n).*(6=n&n=0&n=9);x

10、w=dftmtx(10)*xn;%用 DFT 求頻譜f=n.*(0=n&n=5)+(10-n).*(6=n&n=9);%求出對應頻率figure(1);%畫出序列的實部、虛部、模、相角subplot(2,2,1);stem(n,real(xn);xlabel(n);ylabel(real(xn);subplot(2,2,2);stem(n,imag(xn);xlabel(n);ylabel(imag(xn);subplot(2,2,3);stem(n,abs(xn);xlabel(n);ylabel(abs(xn);subplot(2,2,4);stem(n,angle(xn);xlabel(

11、n);ylabel(angle(xn);w_begin=0;w_step=pi/1600;w_end=2*pi;figure(2);%畫出序列的幅度譜、頻譜實部、頻譜虛部subplot(3,1,1);stem(f,abs(xw);xlabel(f/Hz);ylabel(abs(xw);subplot(3,1,2);stem(f,real(xw);xlabel(f/Hz);ylabel(real(xw);subplot(3,1,3);stem(f,imag(xw);xlabel(f/Hz);ylabel(imag(xw);實驗名稱： FIR 序列、頻譜、 DFT 的性質 姓名： _ _P. 9精

12、品文檔精品文檔六、實驗結果與分析觀察實驗結果（數據及圖形）的特征，做必要的記錄，做出解釋。包括：6-1各種序列的圖形（時域）和頻譜（頻域）各有何特征，給予解釋。6-2DFT 物理意義。 X(0) 、X(1) 和 X(N 1)的物理意義。6-3DFT 的主要性質。實驗結果：2-1-1ax(n)0.5n0 n 90otherwise11)2wx0.5(1)sbnnaxx(0.5g0l0aaem0123456789rik-0.5)20-1510510w00x(1nnlaer1101234567890)0.5k)1nnx)x(0.5e0wslbgxn(ag0a-0.5ami-10510-1510012

13、345678900knn序列的實部、虛部、模、相角序列的 DFT 結果)wx(sba)w(xlare21000.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5f/Hz21000.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5f/Hz)wx(gami10-100.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5f/Hz序列的頻譜實驗名稱： FIR 序列、頻譜、 DFT 的性質 姓名： _ _P. 102-1-1b0.9n0 n 9x(n)otherwise0精品文檔精品文檔11)10wx)0.5(5)snbnxax(0.5g0laa0em

14、r0123456789i-0.5k100-1)05100510wx(nnl5aer1101234567890)0.5k)n1nx)x(e(0.50wslbgxan(0ag-0.5ami-10-1012345678905100510knn序列的實部、虛部、模、相角序列的 DFT 結果)10wx(5sba000.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5f/Hz)10wx(l5aer000.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5f/Hz)1wx(g0ami-100.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5f/Hz序列的頻

15、譜n0 n1 92-1-1cx(n)0. 90otherwise)1011wx(5s0.5b)annx0x(l0.5g002468101214161820aaemkri-0.510)0-1wx(0510152005101520l5anner110246810121416182000.5k)5n)nxx(w(0.5e0slxbg(0ngaaa-0.5mi-50-1024681012141618200510152005101520knn實驗名稱： FIR 序列、頻譜、 DFT 的性質 姓名： _ _P. 11精品文檔精品文檔)10wx(5sba00.050.10.150.20.250.30.350.40.450.50f/Hz)10wx(5laer000.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5f/Hz)5wx(g0ami-50.050.10.150.20.250.30.350.40.450.50f/Hz序列的頻譜觀察以上三個序列， 發(fā)現它們都為正的實序列，所以序列的虛部和相角都為零。觀察它