西北工業(yè)大學信號與系統(tǒng)實驗五

1、西北工業(yè)大學信號與系統(tǒng)實驗報告學 院:學 號:姓 名:專 業(yè):實驗時間:實驗地點:指導教師:軟件與微電子學院毅字樓陳勇西北工業(yè)大學200年 月、實驗目的掌握離散時間傅里葉變換的綜合公式和分析公式，以及離散時間傅里葉變換 的性質，并學會使用fft和ifft的數(shù)值計算實現(xiàn)分析公式和綜合公式。二、實驗要求仔細閱讀實驗指導書，練習對fft、ifft、residue等函數(shù)的使用，理解對DTFT 的數(shù)值實現(xiàn)的兩個主要限制，分析實際應用中的一些問題，理解全通系統(tǒng)，用 DTFT來設計和辨識LTI系統(tǒng)；三、實驗設備(環(huán)境)操作系統(tǒng)：Win10系統(tǒng)內(nèi)存：8GBMATLAB 版本：R2014a四、實驗內(nèi)容與步驟5.

2、1計算dtft的樣本 基本題：(1)問題描述與分析題目中要求使用解析方法計算矩形脈沖的DTFT ,通過計算可以得出X=(1-exp(-1*j*w*10).*1./(1-exp(-1*j*w);轉換后，畫出頻譜圖的幅值圖和相位圖；用fftshift對DTFT進行重新排列，再次畫出X對w的幅值和相位(2)代碼實現(xiàn) % (b) N=100;k=0:N-1;w=2*pi*k/N;X=(1-exp(-10*j*w)./(1-exp(-j*w);figure;subplot(2,1,1) stem(w,abs(X) ylabel( 'abs(X)' ) subplot(2,1,2) ste

3、m(w,angle(X)ylabel( 'angle(X)' )% (c)N=100;k=0:N-1;w=2*pi*k/N;w1=w-pi;x=ones(1,10);X=fft(x,N);X1=fftshift(X);figure;subplot(2,1,1)stem(w1,abs(X1) ylabel( 'abs(XI)' ) subplot(2,1,2) stem(w1,angle(X1) ylabel( 'angle(XI)' )(3) Result(圖形)MVASDaL11.LLN L刑kMHkj血匕疝怖;面fffrh缶加M klL -)

4、x(Fgna4 2 o-2012345674YqxsDa20-2-4-3-2-101234-4（4）實驗結論由圖（b）和圖（c）兩個圖像中可以看出，圖（c）是由圖（b）后半部分移到前面所得到的圖像，根據(jù)理論，理論上圖（c）前半部分的頻率與圖（b）后半部分的頻率相差一個2冗，而函數(shù)的周期即為2冗，所以理論上該 部分圖形相同，實驗圖像結果與理論設想相符，所以該代碼是正確的。5.2電話撥號音基本題：程序1如何使用計時函數(shù)tic、toc ;clc; clear;REPS = 1000;tic; %啟動計時器total=0;for i=1:REPS % 做累加 total = total + i;end

5、Time =double(toc);% 關閉計時器并轉換浮點數(shù)，64位 REPS1 = 10000;tic;%重新啟動計時器total1=0;for i=1:REPS1 % 做累加total1 = total1 + i;endTimel =double(toc);%關閉計時器并轉換浮點數(shù)，64位prompt='運算時間比'titla='顯示窗口 ;a1=num2str(Time1/Time);%num2str把非整數(shù)數(shù)組轉換為字符串 def=a1;lines=1;sita=inputdlg(prompt,titla,lines,def);程序2function dtmf

6、%DTMF generationn=0:999;d0=sin(0.7217*n)+sin(1.0247*n);d1=sin(0.5346*n)+sin(0.9273*n);d2=sin(0.5346*n)+sin(1.0247*n);d3=sin(0.5346*n)+sin(1.1328*n);d4=sin(0.5906*n)+sin(0.9273*n);d5=sin(0.5906*n)+sin(1.0247*n);d6=sin(0.5906*n)+sin(1.1328*n);d7=sin(0.6535*n)+sin(0.9273*n);d8=sin(0.6535*n)+sin(1.0247*

7、n);d9=sin(0.6535*n)+sin(1.1328*n);ko=zeros(1,500);ph電t=input('請輸入七位電話號碼：n','s');for i=1:7ph=ph ko;switch t(i)case '0'ph=ph d0;case '1'ph=ph d1;case '2'ph=ph d2;case '3'ph=ph d3;case '4'ph=ph d4;case '5'ph=ph d5;case '6'ph=ph d6;

8、case '7'ph=ph d7;case '8 ph=ph d8;otherwiseph=ph d9; endph=ph 0 0;end%produce sound of calling sound(ph,8192);%Recoded sound of calling s=;hm=1 2 3;4 5 6;7 8 9;0 0 0; % 建立號碼表 k=1;for i=1:7while (ph(k)=0)&(ph(k+1)=0)k=k+1;endfor n=1:1000x(n)=ph(k+1);k=k+1;endX=abs(fft(x,2048);XL=450;f

9、or n=160:250 %XL=450;if XL<X(n)L=n;XL=X(n);end end XH=450;for n=290:380 %XH=450;if XH<X(n)H=n;XH=X(n);end endif abs(L-174)<8r=1;elseif abs(L-192)<8r=2;elseif abs(L-213)<8 r=3;elseif abs(L-235)<8r=4;endif abs(H-302)<5t=1;elseif abs(H-334)<5t=2;elseif abs(H-369)<5t=3;ends=s

10、hm(r,t);while (ph(k)=0)&(ph(k+1)=0)k=k+1;endk=k+1;endsQ5.3離散時間全通系統(tǒng)(a)a1=1,0,0,0;b1=0,0,0,1;H,w=freqz(b1,a1,10);Hf=abs(H);Hx=angle(H);附3、鍵0對應的雙音信號時域波形和頻譜圖:4 0 0 20 ©0subplot(2,1,1);plot(w,Hf);title('離散系統(tǒng)幅值特性曲線);subplot(2,1,2);plot(w,Hx);title('離散系統(tǒng)相位特性曲線);離散外統(tǒng)幅值將件曲線禹的系婉相位特性曲線Hf=abs(H

11、);Hx=angle(H);結論：可以看出該系統(tǒng)是一個全通系統(tǒng)(b)a1=1,-0.75,0;b1=-0.75,1,0;H,w=freqz(b1,a1,10);subplot(2,1,1);plot(w,Hf);title( 'd?60?ai3-d?ai ?D?:u ? subplot(2,1,2);plot(w,Hx);title( 'a?e0?|,Li3?a?i ?D?u)?離散不綻幅值特性曲線離散系統(tǒng)相位特性曲線01023結論：可以看到兩個系統(tǒng)的相位不一樣；但是幅值一樣所以當輸入相同時，可以預期輸出是相同的。5.4頻率采樣：基于 DTFT的濾波器設計(a)w=0:(2*p

12、i);a1=1,0,0,0；b1=0,0,0,1；H,w=freqz(b1,a1,400);Hf=abs(H);plot(w,Hf);title('離散系統(tǒng)幅值特性曲線)；得的系統(tǒng)幅值特性曲線05(b)wp=2*pi*2500;ws=2*pi*3500;Rp=1;As=30;N,wc=buttord(wp,ws,Rp,As,'s')B,A=butter(N,wc,'s')；fk=0:800/512:8000;wk=2*pi*fk;Hk=freqs(B,A,wk);figureplot(fk/1000,20*log10(abs(Hk);grid on;ti

13、tle('離散系統(tǒng)幅值特性曲線) axis(0,4,-35,5)離散系統(tǒng)蠟信特性曲線111.V-5dO*202530-35( JXF- - - - -E -1,”r :! i r . t 1 一一 ." -,-1 >iiiIfiIi)0 5111 S22.533.51I5.5系統(tǒng)辨識(a)N=64;n=0:N-1;x=power(-0.75,n);y=0.4*power(0.5,n)+0.6*power(-0.75,n);subplot(2,1,1);plot(n,x);title( 'xn');subplot(2,1,2);piot(n,y);titl

14、e( 'yn')；(b)N=64;n=0:N-1;w=2*pi*n/N;x=power(-0.75,n);subplot(2,1,2); plot(w,abs(Y); xlabel( 'w');title( 'Y');y=0.4*power(0.5,n)+0.6*power(-0.75,n);X=fft(x,N);Y=fft(y,N);subplot(2,1,1);plot(w,abs(X);xlabel( 'w');title( 'X');(c)clear all ;clc;N=64;n=0:N-1;w=2*pi

15、*n/N;x=power(-0.75,n);y=0.4*power(0.5,n)+0.6*power(-0.75,n);X=fft(x,N);Y=fft(y,N);H=Y./X;h=N*ifft(H);plot(n,h);xlabel( 'n' );title( 'hn');mm5.6離散時間系統(tǒng)的部分分式展開(a)a=6,-5,1;b=1,-1,0；(b)H(eAjw)=(1-eA(-jw)/(6-5*eA(-jw)+eA(-2jw)num=0,-1,1;den=1,-5,6;(c)clear all ;clc;num=0,-1,1;den=1,-5,6;r,p,k=residue(num,den)3. QU