实验一:数字信号的产生和DTFT运算

因为现实世界里存在的是模拟信号,因此数字信号处理的第一个问题是将信号离散化,得到一个数字信号,然后再进行数字处理。

(1) 常用数字信号序列的产生:

熟悉 Matlab 产生数字信号的基本命令,加深对数字信号概念的理解,并能够用 Matlab 产生和绘制出一些常用离散信号序列,例如 δ(n)、单位阶跃序列 u(n)、矩形序列 R(n)、正弦序列 Sin(nw) 等。

(2) 数字信号的基本运算:

加、减、尺度(乘除)和移位是数字信号处理中最基本的算术运算,将上述基本序列进行这些基本运算,得到多个序列构成的组合序列。

通过本次实验,掌握 Matlab 中这些基本运算命令,对数字信号处理有一个基本概念,为后面的数字信号分析和滤波打下基础。

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Digital Signal Process – 数字滤波器的设计(实验二:IIR 和FIR数字滤波器的设计和实现(2学时))

数字信号处理的另一个重要应用是数字滤波器。数字滤波器是一个运算过程,将输入数列按既定的要求转换成输出数列。在数字信号的处理时只需利用数字相加、乘以常数和延时等运算,就可以完全达到传输特性的要求。数字滤波器分为无限冲激响应(IIR)和有限冲激响应(FIR)两大类。本次实验的内容是数字滤波器设计,要求如下:

采集一段声音信号,长度 >15秒,取样频率 > 10kHz,分别设计一个IIR和FIR的带通滤波器,指标为 wp1=3kHz,wp2=4kHz,ws1=2.7kHz,ws2=4.3kHz,Ap=0.1dB,As=70dB。设计这个滤波器的传输函数 H(z),分析

  1. IIR和FIR滤波器的系数差异;
  2. 针对IIR滤波器,采用Butterworth型;
  3. 针对FIR滤波器,采用不同窗函数(矩形窗、Hanning、Hamming 和 Blackman 窗)时原始和滤波后信号的幅频特性。

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