数字信号处理实验课后答案.docx
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数字信号处理实验课后答案
数字信号处理实验课后答案
【篇一：
数字信号处理第三版课后实验程序（高西全）】
txt>closeall;clearall
%======内容1：
调用filter解差分方程，由系统对u（n）的响应判断稳定性======a=[1,-0.9];b=[0.05,0.05];%系统差分方程系数向量b和a
x1n=[11111111zeros（1,50）];%产生信号x1（n）=r8（n）
x2n=ones（1,128）;%产生信号x2（n）=u（n）
hn=impz（b,a,58）;%求系统单位脉冲响应h（n）
subplot（2,2,1）;y=h（n）;tstem（hn,y）;%调用函数tstem绘图
title（（a）系统单位脉冲响应h（n））;boxon
y1n=filter（b,a,x1n）;%求系统对x1（n）的响应y1（n）
subplot（2,2,2）;y=y1（n）;tstem（y1n,y）;
title（（b）系统对r8（n）的响应y1（n））;boxon
y2n=filter（b,a,x2n）;%求系统对x2（n）的响应y2（n）
subplot（2,2,4）;y=y2（n）;tstem（y2n,y）;
title（（c）系统对u（n）的响应y2（n））;boxon
%===内容2：
调用conv函数计算卷积============================x1n=[11111111];%产生信号x1（n）=r8（n）
h1n=[ones（1,10）zeros（1,10）];
h2n=[12.52.51zeros（1,10）];
y21n=conv（h1n,x1n）;
y22n=conv（h2n,x1n）;
figure
（2）
subplot（2,2,1）;y=h1（n）;tstem（h1n,y）;%调用函数tstem绘图
title（（d）系统单位脉冲响应h1（n））;boxon
subplot（2,2,2）;y=y21（n）;tstem（y21n,y）;
title（（e）h1（n）与r8（n）的卷积y21（n））;boxon
subplot（2,2,3）;y=h2（n）;tstem（h2n,y）;%调用函数tstem绘图
title（（f）系统单位脉冲响应h2（n））;boxon
subplot（2,2,4）;y=y22（n）;tstem（y22n,y）;
title（（g）h2（n）与r8（n）的卷积y22（n））;boxon
%=========内容3：
谐振器分析========================
un=ones（1,256）;%产生信号u（n）
n=0:
255;
xsin=sin（0.014*n）+sin（0.4*n）;%产生正弦信号
a=[1,-1.8237,0.9801];b=[1/100.49,0,-1/100.49];%系统差分方程系数向量b和ay31n=filter（b,a,un）;%谐振器对u（n）的响应y31（n）
y32n=filter（b,a,xsin）;%谐振器对u（n）的响应y31（n）
figure（3）
subplot（2,1,1）;y=y31（n）;tstem（y31n,y）;
title（（h）谐振器对u（n）的响应y31（n））;boxon
subplot（2,1,2）;y=y32（n）;tstem（y32n,y）;
title（（i）谐振器对正弦信号的响应y32（n））;boxon
10.2.2实验程序清单
1时域采样理论的验证程序清单
%时域采样理论验证程序exp2a.m
tp=64/1000;%观察时间tp=64微秒
%产生m长采样序列x（n）
%fs=1000;t=1/fs;
fs=1000;t=1/fs;
m=tp*fs;n=0:
m-1;
a=444.128;alph=pi*50*2^0.5;omega=pi*50*2^0.5;
xnt=a*exp（-alph*n*t）.*sin（omega*n*t）;
xk=t*fft（xnt,m）;%m点fft[xnt）]
yn=xa（nt）;subplot（3,2,1）;
tstem（xnt,yn）;%调用自编绘图函数tstem绘制序列图
boxon;title（（a）fs=1000hz）;
k=0:
m-1;fk=k/tp;
subplot（3,2,2）;plot（fk,abs（xk））;title（（a）t*ft[xa（nt）],fs=1000hz）;
xlabel（f（hz））;ylabel（幅度）;axis（[0,fs,0,1.2*max（abs（xk））]）
%=================================================%fs=300hz和fs=200hz的程序与上面fs=1000hz完全相同。
2频域采样理论的验证程序清单
%频域采样理论验证程序exp2b.m
m=27;n=32;n=0:
m;
%产生m长三角波序列x（n）
xa=0:
floor（m/2）;xb=ceil（m/2）-1:
-1:
0;xn=[xa,xb];
xk=fft（xn,1024）;%1024点fft[x（n）],用于近似序列x（n）的tf
x32k=fft（xn,32）;%32点fft[x（n）]
x32n=ifft（x32k）;%32点ifft[x32（k）]得到x32（n）
x16k=x32k（1:
2:
n）;%隔点抽取x32k得到x16（k）
x16n=ifft（x16k,n/2）;%16点ifft[x16（k）]得到x16（n）
subplot（3,2,2）;stem（n,xn,.）;boxon
title（（b）三角波序列x（n））;xlabel（n）;ylabel（x（n））;axis（[0,32,0,20]）
k=0:
1023;wk=2*k/1024;%
subplot（3,2,1）;plot（wk,abs（xk））;title（（a）ft[x（n）]）;
xlabel（\omega/\pi）;ylabel（|x（e^j^\omega）|）;axis（[0,1,0,200]）
k=0:
n/2-1;
subplot（3,2,3）;stem（k,abs（x16k）,.）;boxon
title（（c）16点频域采样）;xlabel（k）;ylabel（|x_1_6（k）|）;axis（[0,8,0,200]）n1=0:
n/2-1;
subplot（3,2,4）;stem（n1,x16n,.）;boxon
title（（d）16点idft[x_1_6（k）]）;xlabel（n）;ylabel（x_1_6（n））;axis（[0,32,0,20]）k=0:
n-1;
subplot（3,2,5）;stem（k,abs（x32k）,.）;boxon
title（（e）32点频域采样）;xlabel（k）;ylabel（|x_3_2（k）|）;axis（[0,16,0,200]）n1=0:
n-1;
subplot（3,2,6）;stem（n1,x32n,.）;boxon
title（（f）32点idft[x_3_2（k）]）;xlabel（n）;ylabel（x_3_2（n））;axis（[0,32,0,20]）
10.3.2实验程序清单
%第10章实验3程序exp3.m
%用fft对信号作频谱分析
clearall;closeall
%实验内容
（1）===================================================x1n=[ones（1,4）];%产生序列向量x1（n）=r4（n）
m=8;xa=1:
（m/2）;xb=（m/2）:
-1:
1;x2n=[xa,xb];%产生长度为8的三角波序列x2（n）x3n=[xb,xa];
x1k8=fft（x1n,8）;%计算x1n的8点dft
x1k16=fft（x1n,16）;%计算x1n的16点dft
x2k8=fft（x2n,8）;%计算x1n的8点dft
x2k16=fft（x2n,16）;%计算x1n的16点dft
x3k8=fft（x3n,8）;%计算x1n的8点dft
x3k16=fft（x3n,16）;%计算x1n的16点dft
%以下绘制幅频特性曲线
subplot（2,2,1）;mstem（x1k8）;%绘制8点dft的幅频特性图
axis（[0,2,0,1.2*max（abs（x1k8））]）
subplot（2,2,3）;mstem（x1k16）;%绘制16点dft的幅频特性图
axis（[0,2,0,1.2*max（abs（x1k16））]）
figure
（2）
subplot（2,2,1）;mstem（x2k8）;%绘制8点dft的幅频特性图
axis（[0,2,0,1.2*max（abs（x2k8））]）
subplot（2,2,2）;mstem（x2k16）;%绘制16点dft的幅频特性图
axis（[0,2,0,1.2*max（abs（x2k16））]）
subplot（2,2,3）;mstem（x3k8）;%绘制8点dft的幅频特性图
axis（[0,2,0,1.2*max（abs（x3k8））]）
subplot（2,2,4）;mstem（x3k16）;%绘制16点dft的幅频特性图
axis（[0,2,0,1.2*max（abs（x3k16））]）
%实验内容
（2）周期序列谱分析==================================
n=8;n=0:
n-1;%fft的变换区间n=8
x4n=cos（pi*n/4）;
x5n=cos（pi*n/4）+cos（pi*n/8）;
x4k8=fft（x4n）;%计算x4n的8点dft
x5k8=fft（x5n）;%计算x5n的8点dft
n=16;n=0:
n-1;%fft的变换区间n=16
x4n=cos（pi*n/4）;
x5n=cos（pi*n/4）+cos（pi*n/8）;
x4k16=fft（x4n）;%计算x4n的16点dft
x5k16=fft（x5n）;%计算x5n的16点dft
figure（3）
subplot（2,2,1）;mstem（x4k8）;%绘制8点dft的幅频特性图
axis（[0,2,0,1.2*max（abs（x4k8））]）
subplot（2,2,3）;mstem（x4k16）;%绘制16点dft的幅频特性图
axis（[0,2,0,1.2*max（abs（x4k16））]）
subplot（2,2,2）;mstem（x5k8）;%绘制8点dft的幅频特性图
axis（[0,2,0,1.2*max（abs（x5k8））]）
subplot（2,2,4）;mstem（x5k16）;%绘制16点dft的幅频特性图
axis（[0,2,0,1.2*max（abs（x5k16））]）
%实验内容（3）模拟周期信号谱分析===============================
figure（4）
fs=64;t=1/fs;
n=16;n=0:
n-1;%fft的变换区间n=16
x6nt=cos（8*pi*n*t）+cos（16*pi*n*t）+cos（20*pi*n*t）;%对x6（t）16点采样
x6k16=fft（x6nt）;%计算x6nt的16点dft
x6k16=fftshift（x6k16）;%将零频率移到频谱中心
tp=n*t;f=1/tp;%频率分辨率f
k=-n/2:
n/2-1;fk=k*f;%产生16点dft对应的采样点频率（以零频率为中心）subplot（3,1,1）;stem（fk,abs（x6k16）,.）;boxon%绘制8点dft的幅频特性图
title（（6a）16点|dft[x_6（nt）]|）;xlabel（f（hz））;ylabel（幅度）;
axis（[-n*f/2-1,n*f/2-1,0,1.2*max（abs（x6k16））]）
n=32;n=0:
n-1;%fft的变换区间n=16
x6nt=cos（8*pi*n*t）+cos（16*pi*n*t）+cos（20*pi*n*t）;%对x6（t）32点采样
x6k32=fft（x6nt）;%计算x6nt的32点dft
x6k32=fftshift（x6k32）;%将零频率移到频谱中心
tp=n*t;f=1/tp;%频率分辨率f
k=-n/2:
n/2-1;fk=k*f;%产生16点dft对应的采样点频率（以零频率为中心）subplot（3,1,2）;stem（fk,abs（x6k32）,.）;boxon%绘制8点dft的幅频特性图
title（（6b）32点|dft[x_6（nt）]|）;xlabel（f（hz））;ylabel（幅度）;
axis（[-n*f/2-1,n*f/2-1,0,1.2*max（abs（x6k32））]）
n=64;n=0:
n-1;%fft的变换区间n=16
x6nt=cos（8*pi*n*t）+cos（16*pi*n*t）+cos（20*pi*n*t）;%对x6（t）64点采样
x6k64=fft（x6nt）;%计算x6nt的64点dft
x6k64=fftshift（x6k64）;%将零频率移到频谱中心
tp=n*t;f=1/tp;%频率分辨率f
k=-n/2:
n/2-1;fk=k*f;%产生16点dft对应的采样点频率（以零频率为中心）subplot（3,1,3）;stem（fk,abs（x6k64）,.）;boxon%绘制8点dft的幅频特性图
title（（6a）64点|dft[x_6（nt）]|）;xlabel（f（hz））;ylabel（幅度）;
axis（[-n*f/2-1,n*f/2-1,0,1.2*max（abs（x6k64））]）
%实验4程序exp4.m
%iir数字滤波器设计及软件实现
clearall;closeall
fs=10000;t=1/fs;%采样频率
%调用信号产生函数mstg产生由三路抑制载波调幅信号相加构成的复合信号st
st=mstg;
%低通滤波器设计与实现=========================================
fp=280;fs=450;
wp=2*fp/fs;ws=2*fs/fs;rp=0.1;rs=60;%df指标（低通滤波器的通、阻带边界频）
[n,wp]=ellipord（wp,ws,rp,rs）;%调用ellipord计算椭圆df阶数n和通带截止频率wp
[b,a]=ellip（n,rp,rs,wp）;%调用ellip计算椭圆带通df系统函数系数向量b和ay1t=filter（b,a,st）;%滤波器软件实现
%低通滤波器设计与实现绘图部分
figure
（2）;subplot（3,1,1）;
myplot（b,a）;%调用绘图函数myplot绘制损耗函数曲线
yt=y_1（t）;
subplot（3,1,2）;tplot（y1t,t,yt）;%调用绘图函数tplot绘制滤波器输出波形
%带通滤波器设计与实现====================================================fpl=440;fpu=560;fsl=275;fsu=900;
wp=[2*fpl/fs,2*fpu/fs];ws=[2*fsl/fs,2*fsu/fs];rp=0.1;rs=60;
[n,wp]=ellipord（wp,ws,rp,rs）;%调用ellipord计算椭圆df阶数n和通带截止频率wp
[b,a]=ellip（n,rp,rs,wp）;%调用ellip计算椭圆带通df系统函数系数向量b和ay2t=filter（b,a,st）;%滤波器软件实现
%带通滤波器设计与实现绘图部分（省略）
%高通滤波器设计与实现================================================
fp=890;fs=600;
wp=2*fp/fs;ws=2*fs/fs;rp=0.1;rs=60;%df指标（低通滤波器的通、阻带边界频）
[n,wp]=ellipord（wp,ws,rp,rs）;%调用ellipord计算椭圆df阶数n和通带截止频率wp
[b,a]=ellip（n,rp,rs,wp,high）;%调用ellip计算椭圆带通df系统函数系数向量b和ay3t=filter（b,a,st）;%滤波器软件实现
%高低通滤波器设计与实现绘图部分（省略）
【篇二：
数字信号处理实验答案】
txt>一、实验目的
1.熟悉matlab的主要操作命令。
2.学会简单的矩阵输入和数据读写。
3.掌握简单的绘图命令。
4.用matlab编程并学会创建函数。
5.观察离散系统的频率响应。
二、实验内容
认真阅读本章附录，在matlab环境下重新做一遍附录中的例子，体会各条命令的含义。
在熟悉了matlab基本命令的基础上，完成以下实验。
上机实验内容：
（1）数组的加、减、乘、除和乘方运算。
输入a=[1234]，b=[3456]，求c=a+b，d=a-b，e=a.*b，f=a./b，g=a.^b并用stem语句画出a、b、c、d、e、f、g。
clearall;
a=[1234];
b=[3456];
c=a+b;
d=a-b;
e=a.*b;
f=a./b;
g=a.^b;
n=1:
4;
subplot（4,2,1）;stem（n,a）;
xlabel（n）;xlim（[05]）;ylabel（a）;
subplot（4,2,2）;stem（n,b）;
xlabel（n）;xlim（[05]）;ylabel（b）;
subplot（4,2,3）;stem（n,c）;
xlabel（n）;xlim（[05]）;ylabel（c）;
subplot（4,2,4）;stem（n,d）;
xlabel（n）;xlim（[05]）;ylabel（d）;
subplot（4,2,5）;stem（n,e）;
xlabel（n）;xlim（[05]）;ylabel（e）;
subplot（4,2,6）;stem（n,f）;
xlabel（n）;xlim（[05]）;ylabel（f）;
subplot（4,2,7）;stem（n,g）;
xlabel（n）;xlim（[05]）;ylabel（g）;
（2）用matlab实现下列序列：
a）x（n）=0.8n0≤n≤15
b）x（n）=e（0.2+3j）n0≤n≤15
d）将c）中的x（n）扩展为以16为周期的函数x16（n）=x（n+16）,绘出四个周期。
e）将c）中的x（n）扩展为以10为周期的函数x10（n）=x（n+10）,绘出四个周期。
clearall;
n=0:
15;
%a）x（n）=0.8n0≤n≤15
xa=0.8.^n;
figure;subplot（2,1,1）;stem（n,xa）;xlabel（n）;xlim（[016]）;ylabel（xa）;
%b）x（n）=e（0.2+3j）n0≤n≤15
xb=exp（（0.2+3*j）*n）;
subplot（2,1,2）;stem（n,xb）;
xlabel（n）;xlim（[016]）;ylabel（xb）;figure;
xc=3*cos（0.125*pi*n+0.2*pi）+2*sin（0.25*pi*n+0.1*pi）;
subplot（3,1,1）;stem（n,xc）;xlabel（n）;xlim（[016]）;ylabel（xc）;
%d）将c）中的x（n）扩展为以16为周期的函数x16（n）=x（n+16）,绘出四个周期。
k=0:
3;m=0;
fori=1:
4
forj=1:
16
m=m+1;
n（m）=n（j）+16*k（i）;
x16（m）=3*cos（0.125*pi*n（m）+0.2*pi）+2*sin（0.25*pi*n（m）+0.1*pi）;
end
end
subplot（3,1,2）;stem（n,x16）;xlabel（n）;ylabel（x16）;
%e）将c）中的x（n）扩展为以10为周期的函数x10（n）=x（n+10）,绘出四个周期。
forj=1:
10
x10（j）=x16（j）;
end
fori=1:
3
form=1:
10
x10（i*10+m）=x10（m）;
end
end
n=1:
40;
subplot（3,1,3）;stem（n,x10）;
xlabel（n）;ylabel（x10）;
（3）x（n）=[1,-1,3,5],产生并绘出下列序列的样本:
a）x1（n）=2x（n+2）-x（n-1）-2x（n）
b）x2（n）?
?
nx（n?
k）
k?
15
clearall
n=1:
4;
t=4;
x=[1-135];
x（5:
8）=x（1:
4）;
subplot（2,1,1）;stem（1:
8,x）;grid;
fori=1:
4
ifi-10
x1（i）=2*x（i+2）-x（i-1）-2*x（i）;
else
x1（i）=2*x（i+2）-x（i-1+t）-2*x（i）;
end
end
x1（5:
8）=x1（1:
4）;
subplot（2,1,2）;stem（1:
8,x1）;grid;
ta=0:
0.05:
10;
xa=sin（2*pi*ta）;
subplot（2,1,1）;plot（ta,xa）;
xlabel（t）;ylabel（幅度）;
tb=0:
0.01:
4;
xb=cos（100*pi*tb）.*sin（pi*tb）;
subplot（2,1,2）;plot（tb,xb）;
xlabel（t）;ylabel（幅度）;
（5）编写函数stepshift（n0,n1,n2）实现u（n-n0）,n1n0n2,绘出该函数的图形，起点为n1，
终点为n2。
n0=5;ns=1;nf=10;%ns为起点;nf为终点；在=n=n0处生成单位阶跃序列
n=[ns:
nf];
x=[（n-n0）=0];
stem（n,x）;
-1（6）给一定因
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