京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 數(shù)字信號(hào)處理Matlab 實(shí)驗(yàn)

數(shù)字信號(hào)處理Matlab 實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)一：數(shù)字信號(hào)的產(chǎn)生和基本運(yùn)算(4 學(xué)時(shí))

因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)世界里存在的是模擬信號(hào)，因此數(shù)字信號(hào)處理的第一個(gè)問題是將

信號(hào)離散化，得到一個(gè)數(shù)字信號(hào)，然后再進(jìn)行數(shù)字處理。

(1) 常用數(shù)字信號(hào)序列的產(chǎn)生：

熟悉 Matlab 產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)的基本命令，加深對(duì)數(shù)字信號(hào)概念的理解，并能

夠用 Matlab 產(chǎn)生和繪制出一些常用離散信號(hào)序列。

請(qǐng)用 Matlab 畫出下列序列的波形(-10

a) (n)

b) 單位階躍序列 2 u(n-5)

c) 矩形序列 R(n)

2

d) y(n) ＝2sin(0.3πn)+ 0.5cos (0.6πn)

(2) 數(shù)字信號(hào)的基本運(yùn) ：

加、減、尺度(乘除)和移位是數(shù)字信號(hào)處理中最基本的 術(shù)運(yùn) ，將上

述基本序列進(jìn)行這些基本運(yùn) ，得到多個(gè)序列構(gòu)成的組合序列。

請(qǐng)用您的計(jì)算機(jī)聲卡采用一段您自己的聲音 x(n)，長度為 45 秒，單聲道，

取樣頻率 44.1kHz ，16bit/樣值，然后與給定的一段背景音樂 y(n) 按下式疊加為

一個(gè)聲音信號(hào) z(n) ：

z (n) 0.7x (n) 0.3y (n )

要求：

a) 在同一個(gè) Figure 中,畫出采集聲音 x(n) 、背景音樂 y(n)和混音 z(n)

的時(shí)域波形；

b) 保存混音文件 z(n) (wav 格式)；

c) 提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，請(qǐng)把聲音文件轉(zhuǎn)換為 mp3 格式，圖像轉(zhuǎn)換為

JPEG 格式，以節(jié)省存儲(chǔ)空間。

通過本次實(shí)驗(yàn)，掌握 Matlab 中這些基本運(yùn) 命令，對(duì)數(shù)字信號(hào)處理有一個(gè)

基本概念，為后面的數(shù)字信號(hào)分析和濾波打下基礎(chǔ)。

實(shí)驗(yàn)二：數(shù)字信號(hào)的 FFT 分析(6 學(xué)時(shí))

數(shù)字信號(hào)處理的一個(gè)重要分支就是信號(hào)分析，而信號(hào)分析的基本工具是離散

傅立葉變換。利用傅立葉變換和級(jí)數(shù)所形成的頻譜分析技術(shù)作為處理連續(xù)信號(hào)的

重要工具已經(jīng)應(yīng)用得很久了,1956 年庫力 (Cooley)和圖基 (Tukey )所發(fā)展的近

似頻譜的快速 法為頻譜分析的數(shù)字信號(hào)的譜分析鋪平了道路。因此，DFT

(FFT )得到廣泛應(yīng)用。本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了兩個(gè)內(nèi)容：

多媒體技術(shù)中心門愛東 1

京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 數(shù)字信號(hào)處理Matlab 實(shí)驗(yàn)

(1) 已知信號(hào)

n 0 n N-1

Q

x (n )

0 n 0, n N

這里，N=25 ，Q= 0.9+j0.3。可以推導(dǎo)出 ，

N 1 N 1 1 QN

X (k ) x (n)W nk (QW k )n k 0,1LN 1

n 0 N n 0 N 1 QWNk

首先根據(jù)這個(gè)式子計(jì) X(k) 的理論值，然后計(jì) 輸入序列x(n) 的32 個(gè)值，

再利用基2 時(shí)間抽選的FFT 法，計(jì) x(n) 的DFT X(k) ，與X(k) 的理論值比

較 (要求計(jì) 結(jié)果最少6 位有效數(shù)字)。

(2) 假設(shè)信號(hào) x(n) 由下述信號(hào)組成：

p

x (n) 0.001*c

總結(jié)

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