2017年西电电院数字信号处理上机实验报告三
更新时间:2024-05-18 07:09:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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数字信号处理上机报告
实验三、信号的频域与Z域分析
班级: 学号: 姓名: 成绩:
1实验目的
(1)理解序列离散傅里叶变换(DTFT)的定义,熟悉序列DTFT的计算及其主要性质; (2)掌握Z变换的计算和主要性质,熟悉Z变换的收敛域及其与序列特性的关系,以及Z变换与DTFT的关系;
(3)掌握时域离散线性时不变系统的频域分析方法,深刻理解系统的频率响应。了解系统的稳态响应和暂态响应、相位延迟和群延迟等概念;
(4)掌握时域离散线性时不变系统的z域分析方法,深刻理解离散系统的系统函数及其零极点分布,熟悉零极点分布与系统的因果性和稳定性关系、零极点分布对系统频率特性的影响、差分方程的Z变换解法等;
2 实验内容
(1) 设计计算机程序,产生序列并计算序列的DTFT,绘制其幅频特性和相频特性曲
线;
(2) 根据系统的单位脉冲响应和差分方程,计算系统的频率响应,绘制系统频率响应
的幅频特性和相频特性曲线;
(3) 根据系统的单位脉冲响应和差分方程,计算系统的系统函数、零极点分布;改变
系统的零极点分布,观察系统频率响应的变化。
3实验步骤
(1)设计有限长序列Rn;计算序列的DTFT,绘制幅频特性和相频特性曲线
(2)改变系统的系统函数的零点分布,绘制系统改变前和改变后的频率响应的幅频特性和相频特性曲线
4 程序设计
x=[1,1,1,1];nx=[0:3];%x(n)=R(n)
w=linspace(-2.8*pi,2.8*pi,100000);%取100000个点
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X=x*exp(-j*nx'*w);%DTFT figure(1);
subplot(3,2,1),plot(w/pi,abs(X));xlabel('\\omega/\\pi');ylabel('|X(e^j^\\omega)|') subplot(3,2,2),plot(w/pi,angle(X));xlabel('\\omega/\\pi');ylabel('\\phi(\\omega)/\\pi') %差分方程求解 a=[1,-0.4];b=[1]; [H,w]=freqz(b,a,'whole');
subplot(3,2,3),plot(w/pi,abs(H));xlabel('\\omega/\\pi');ylabel('|X(e^j^\\omega)|') subplot(3,2,4),plot(w/pi,angle(H));xlabel('\\omega/\\pi');ylabel('\\phi(\\omega)/\\pi') %零极点分布
a=[1,-1.6,0.9425];%分母 b1=[1,-0.3];b2=[1,-0.8];%分子 [F,w]=freqz(b1,a,'whole'); figure(2);
subplot(2,2,1),zplane(b1,a);%零极点分布图
subplot(2,2,3),plot(w/pi,abs(F));xlabel('\\omega/\\pi');ylabel('|X(e^j^\\omega)|') subplot(2,2,4),plot(w/pi,angle(F));xlabel('\\omega/\\pi');ylabel('\\phi(\\omega)/\\pi') figure(3);%改变零极点分布,观察频率响应变化 [F,w]=freqz(b2,a,'whole'); subplot(2,2,1),zplane(b2,a);
subplot(2,2,3),plot(w/pi,abs(F));xlabel('\\omega/\\pi');ylabel('|X(e^j^\\omega)|') subplot(2,2,4),plot(w/pi,angle(F));xlabel('\\omega/\\pi');ylabel('\\phi(\\omega)/\\pi')
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5实验结果及分析
零点改变前系统频率响应:
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零点改变后系统频率响应:
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分析:通过图像可以明显看出改变系统的零点可以改变谷深和谷底位置,改变极点可以改变峰值的位置和峰的尖锐程度
6总结
通过本次实验深刻理解离散信号与系统的时域性质和分析方法,熟练掌握利用MATLAB工具时域分析离散信号和系统的方法。。
7参考资料
史林,赵树杰. 数字信号处理. 北京:科学出版社,2007
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