DSP研究性學(xué)習(xí)報(bào)告-基本概念和技能

《數(shù)字信號(hào)處理》課程研究性學(xué)習(xí)報(bào)告姓名學(xué)號(hào)同組成員指導(dǎo)教師時(shí)間基本概念和技能學(xué)習(xí)報(bào)告【目的】(1)掌握離散信號(hào)和系統(tǒng)時(shí)域、頻域和z域分析中的基本方法和概念；(2)學(xué)會(huì)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行離散信號(hào)和系統(tǒng)時(shí)域、頻域和z域分析。(3)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，以及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力?！狙杏戭}目】題目1系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng) 利用MATLAB的filter函數(shù)，求出下列系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)，并判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定。討論本題所獲得的結(jié)果?！绢}目目的】 1.掌握LTI系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)的基本概念、系統(tǒng)穩(wěn)定性與單位脈沖響應(yīng)的關(guān)系； 2.學(xué)會(huì)filter函數(shù)的使用方法及用filter函數(shù)計(jì)算系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)； 3.體驗(yàn)有限字長(zhǎng)對(duì)系統(tǒng)特性的影響?！痉抡娼Y(jié)果】【結(jié)果分析】【問(wèn)題探究】 已知LTI系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)，有哪些計(jì)算系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)方法，比較這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)?！痉抡娉绦颉俊狙杏戭}目】題目2離散信號(hào)頻譜的計(jì)算及基本特性(1)利用MATLAB語(yǔ)句 x=firls(511,[00.40.4041],[1100])產(chǎn)生一個(gè)長(zhǎng)度為512的序列x[k]，用MATLAB函數(shù)freqz畫(huà)出該序列的幅度頻譜。(2)已知序列，用freqz分別畫(huà)出時(shí)序列y[k]的幅度頻譜。(3)利用畫(huà)出時(shí)序列y[k]的幅度頻譜。與(2)中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較，發(fā)表你的看法?！绢}目目的】 1.學(xué)會(huì)用MATLAB函數(shù)freqz計(jì)算序列頻譜； 2.掌握序列頻譜的基本特性及分析方法?！緶仨嗵崾尽?只需知道MATLAB語(yǔ)句x=firls(511,[00.40.4041],[1100])產(chǎn)生一個(gè)長(zhǎng)度為512的序列x[k]，該序列滿(mǎn)足不需知道其他細(xì)節(jié)。用函數(shù)freqz計(jì)算該序列的頻譜，在畫(huà)幅度頻譜時(shí)，建議用歸一化頻率。【仿真結(jié)果】【結(jié)果分析】【問(wèn)題探究】 有部分的計(jì)算結(jié)果可能與理論分析的結(jié)果不一致，分析出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因，給出解決問(wèn)題方法并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)?！痉抡娉绦颉俊狙杏戭}目】題目3最小相位系統(tǒng)Hmin(z)和最大相位系統(tǒng)Hmax(z)已知一因果系統(tǒng)的H(z)為試求出和H(z)具有相同幅度響應(yīng)的最小相位系統(tǒng)Hmin(z)和最大相位系統(tǒng)Hmax(z)。畫(huà)出并比較H(z)、Hmin(z)和Hmax(z)的相位響應(yīng)。【題目目的】 1.掌握全通濾波器的基本特征和特性； 2.學(xué)會(huì)計(jì)算具有相同幅度響應(yīng)的最小相位系統(tǒng)Hmin(z)和最大相位系統(tǒng)Hmax(z)?！緶仨嗵崾尽?在畫(huà)系統(tǒng)的相位響應(yīng)時(shí)，要把三個(gè)系統(tǒng)的相位響應(yīng)畫(huà)在一張圖上，比較其解卷繞(unwrap)后的相位響應(yīng)。【仿真結(jié)果】【結(jié)果分析】【問(wèn)題探究】手算時(shí)，如何找出最小相位系統(tǒng)Hmin(z)和最大相位系統(tǒng)Hmax(z)？用計(jì)算機(jī)自動(dòng)求解時(shí)，如何找出最小相位系統(tǒng)Hmin(z)和最大相位系統(tǒng)Hmax(z)？你所用的算法是一樣的嗎？【仿真程序】【研討題目】題目4信號(hào)濾波 一個(gè)長(zhǎng)度為5的FIR濾波器，其脈沖響應(yīng)滿(mǎn)足h[0]=h[4]，h[1]=h[3]，系統(tǒng)輸入信號(hào)為三個(gè)角頻率分別為0.1rad,0.4rad,0.7rad的余弦序列的和。若要求系統(tǒng)只能使頻率為0.4rad的余弦序列通過(guò)，試求出系統(tǒng)的單位脈沖激響應(yīng)h[k]，畫(huà)出該系統(tǒng)的幅度和相位響應(yīng)，用MATLAB驗(yàn)證系統(tǒng)的濾波效果?！绢}目目的】 1.學(xué)會(huì)最簡(jiǎn)單的FIR濾波器設(shè)計(jì); 2.了解濾波器的特性對(duì)系統(tǒng)輸出的影響?！綟IR濾波器的設(shè)計(jì)過(guò)程】【仿真結(jié)果】【結(jié)果分析】 系統(tǒng)的相位響應(yīng)對(duì)輸出有何影響？編程驗(yàn)證輸出信號(hào)的延遲量?！締?wèn)題探究】 分析瞬態(tài)響應(yīng)產(chǎn)生的原因,探討消除瞬態(tài)響應(yīng)的方法,提出解決問(wèn)題的方案，并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。提示:可對(duì)信號(hào)的邊界進(jìn)行延拓,如對(duì)稱(chēng)延拓、周期延拓等(對(duì)不同延拓方式所得結(jié)果進(jìn)行討論)。卷積函數(shù)conv選項(xiàng)的定義與應(yīng)用研究 在高版MATLAB中，卷積函數(shù)conv提供了選項(xiàng)conv(A,B,’valid’)，研究conv(A,B,’valid’)的定義及應(yīng)用。(1)讀MATLAB提供的關(guān)于conv的Help，給出卷積函數(shù)conv(A,B,’valid’)的定義。設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證你給出的定義。你認(rèn)為這樣定義的卷積有何優(yōu)缺點(diǎn)？(2)能否用conv(A,B,’valid’)完成conv(A,B)？請(qǐng)給出解釋?zhuān)幊舔?yàn)證你的觀點(diǎn)。(3)探索用conv(A,B,’valid’)探討消除瞬態(tài)響應(yīng)的方法?！痉抡娉绦颉垦杏懸籑1-2b=[1];a1=[1-1.8450.850586];a2=[1-1.850.85];x=impulse(b,a1);subplot(2,2,1),plot(x);subplot(2,2,2),zplane(a1);x1=impulse(b,a2);subplot(2,2,3),plot(x1);subplot(2,2,4),zplane(a2);研討二x=firls(511,[00.40.4041],[1100]);stem(x);h=freqz(x);plot(h);x=firls(511,[00.40.4041],[1100]);k=0:511;ome=0.4*pi;y=x(k)*cos(ome*k);stem(k,y);M1-4a1=[20];b1=[11];a2=[1-0.8];b2=[0.20];a3=conv(a1,a2);b3=conv(b1,b2);w=linspace(0,pi,512);h1=freqz(b1,a1,w);h2=freqz(b2,a2,w);h3=freqz(b3,a3,w);subplot(2,1,1),plot(w/pi,abs(h1),'r',w/pi,abs(h2),'b',w/pi,abs(h3),'g');a22=[10.8];b22=[1.80];a32=conv(a1,a22);b32=conv(b1,b22);w=linspace(0,pi,512);h22=freqz(b22,a22,w);h32=freqz(b32,a32,w);subplot(2,1,2),plot(w/pi,abs(h1),'r',w/pi,abs(h22),'b',w/pi,abs(h32),'g');研討三b=[120.99];a=[11.550.6];w=linspace(0,pi,500);H=freqz(b,a,w);subplot(3,1,1),plot(w/pi,angle(H));ylabel('?-?μ?×');bi=1.1*[-0.811.81-1];ba=0.9*[-1.222-21-1];Hmin=freqz(b