数字信号处理实验报告二Word格式文档下载.docx
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三、程序与图形
1、%-----------------信号产生函数mstg---------------
functionst=mstg%功能函数的写法
%产生信号序列向量st,并显示st的时域波形和频谱
%st=mstg返回三路调幅信号相加形成的混合信号,长度N=1600
N=1600%N为信号st的长度。
Fs=10000;
T=1/Fs;
Tp=N*T;
%采样频率Fs=10kHz,Tp为采样时间
t=0:
T:
(N-1)*T;
k=0:
N-1;
f=k/Tp;
fc1=Fs/10;
%第1路调幅信号的载波频率fc1=1000Hz,
fm1=fc1/10;
%第1路调幅信号的调制信号频率fm1=100Hz
fc2=Fs/20;
%第2路调幅信号的载波频率fc2=500Hz
fm2=fc2/10;
%第2路调幅信号的调制信号频率fm2=50Hz
fc3=Fs/40;
%第3路调幅信号的载波频率fc3=250Hz,
fm3=fc3/10;
%第3路调幅信号的调制信号频率fm3=25Hz
xt1=cos(2*pi*fm1*t).*cos(2*pi*fc1*t);
%产生第1路调幅信号
xt2=cos(2*pi*fm2*t).*cos(2*pi*fc2*t);
%产生第2路调幅信号
xt3=cos(2*pi*fm3*t).*cos(2*pi*fc3*t);
%产生第3路调幅信号
st=xt1+xt2+xt3;
%三路调幅信号相加
fxt=fft(st,N);
%计算信号st的频谱
%-------绘制st的时域波形和幅频特性曲线-----
subplot(2,1,1)
plot(t,st);
grid;
xlabel('
t/s'
);
ylabel('
s(t)'
axis([0,Tp/8,min(st),max(st)]);
title('
(a)s(t)的波形'
)
subplot(2,1,2)
stem(f,abs(fxt)/max(abs(fxt)),'
.'
(b)s(t)的频谱'
axis([0,Fs/5,0,1.2]);
f/Hz'
幅度'
2、%-------实验4-2---------
clearall;
closeall
%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;
fp=280;
fs=450;
%下面wp,ws,为fp,fs的归一化值范围为0-1
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A
[h,w]=freqz(B,A);
y1t=filter(B,A,st);
%滤波器软件实现
figure
(2);
subplot(2,1,1);
plot(w,20*log10(abs(h)));
axis([0,1,-80,0])
subplot(2,1,2);
(length(y1t)-1)*T;
plot(t,y1t);
%axis([0,1,-80,0])
3、%-------实验4-3---------
fpl=440;
fpu=560;
fsl=275;
fsu=900;
wp=[2*fpl/Fs,2*fpu/Fs];
ws=[2*fsl/Fs,2*fsu/Fs];
y2t=filter(B,A,st);
figure(3);
(length(y2t)-1)*T;
plot(t,y2t);
4、%-------实验4-4---------
fp=900;
fs=550;
%调用ellipord算椭圆DF阶数N通带截止频率
[B,A]=ellip(N,rp,rs,wp,'
high'
y3t=filter(B,A,st);
figure(4);
(length(y3t)-1)*T;
plot(t,y3t);
四、实验结果分析
由图可见,三个分离滤波器指标参数选取正确,损耗函数曲线达到所给指标。
分离出的三路信号y1(n)、y2(n)、y3(n)的波形是抑制载波的单频调幅波。
同时,值得注意的是,Ellipord函数的调用:
[n,Wp]=ellipord(Wp,Ws,Rp,Rs)
用于计算满足指标的椭圆数字滤波器的最低阶数N和通带边界频率wp,其中wp,ws,rp,rs为四个基本指标,需要注意的是wp,ws应为归一化之后的值。
五、思考题简答
1、请阅读信号产生函数mstg,确定三路调幅信号的载波频率和调制信号频率。
答:
第1路调幅信号的载波频率fc1=1000Hz,调制信号频率fm1=100Hz
第2路调幅信号的载波频率fc2=500Hz,调制信号频率fm2=50Hz
第3路调幅信号的载波频率fc3=250Hz,调制信号频率fm3=25Hz
2、信号产生函数mstg中采样点数N=800,对st进行N点FFT可以得到6根理想谱线。
如果取N=1000,可否得到6根理想谱线?
为什么?
N=2000呢?
请改变函数mstg中采样点数N的值,观察频谱图验证您的判断是否正确。
,s(t)的每个频率成分都是25Hz的整数倍。
采样频率Fs=10kHz=25×
400Hz,即在25Hz的正弦波的1个周期中采样400点。
所以,当N为400的整数倍时一定为s(t)的整数个周期。
因此,采样点数N=1800时,对s(t)进行N点FFT不能得到6根理想谱线。
如果取N=2000,能得到6根理想谱线。
实验五:
FIR数字滤波器设计与软件实现
1、掌握窗函数设计FIR数字滤波器的方法与原理
2、掌握用等波纹最佳逼近法设计FIR数字滤波器的原理与方法
3、学会调用MATLAB函数设计FIR数字滤波器
窗函数法设计线性相位低通滤波器设计步骤:
1、选择窗函数的类型,并估计窗口长度N
2、构造希望逼近的频率响应函数()
3、计算(n)
4、加窗得到设计结果:
h(n)=(n)w(n)
1、%--------------------信号产生函数------------------------
functionxt=xtg
%信号x(t)产生,并a显示信号的幅频特性曲线
%xt=xtg(N)产生一个长度为N,有加性高频噪声的单频调幅信号xt,采样频率Fs=1000Hz
%载波频率fc=Fs/10=100Hz,调制正弦波频率f0=fc/10=10Hz.
N=1000;
Fs=1000;
fc=Fs/10;
f0=fc/10;
%载波频率fc=Fs/10,单频调制信号频率为f0=Fc/10;
mt=cos(2*pi*f0*t);
%产生单频正弦波调制信号mt,频率为f0
ct=cos(2*pi*fc*t);
%产生载波正弦波信号ct,频率为fc
xt=mt.*ct;
%相乘产生单频调制信号xt
nt=2*rand(1,N)-1;
%产生随机噪声nt
%----------设计高通滤波器hn------------
fp=150;
fs=200;
Rp=0.1;
As=70;
%滤波器指标
fb=[fp,fs];
m=[0,1];
%计算remezord函数所需参数f,m,dev
dev=[10^(-As/20),(10^(Rp/20)-1)/(10^(Rp/20)+1)];
[n,fo,mo,W]=remezord(fb,m,dev,Fs);
%确定remez函数所需参数
hn=remez(n,fo,mo,W);
%调用remez函数进行设计,用于滤除噪声nt中的低频成分
yt=filter(hn,1,10*nt);
%滤除随机噪声中低频成分,生成高通噪声yt
xt=xt+yt;
%噪声加信号
fst=fft(xt,N);
plot(t,xt);
x(t)'
axis([0,Tp/5,min(xt),max(xt)]);
(a)信号加噪声波形'
plot(f,abs(fst)/max(abs(fst)));
(b)信号加噪声的频谱'
axis([0,Fs/2,0,1.2]);
2、%-------实验5-2---------
clearall
xt=xtg;
fp=120;
fs=150;
As=60;
wc=(fp+fs)/Fs;
B=2*pi*(fs-fp)/Fs;
M=ceil(11*pi/B);
hn=fir1(M-1,wc,blackman(M));
Hw=abs(fft(hn,N));
ywt=fftfilt(hn,xt,N);
figure;
plot(f,20*log10(Hw)/max(Hw));
gridon
幅度(dB)'
(a)低通滤波器的幅频特性'
axis([0,500,-160,5]);
plot(t,ywt);
y_1(t)'
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