数字信号处理MATLAB实验50题.doc

数字信号处理MATLAB实验50题 作者： 日期：24 个人收集整理 勿做商业用途11 clc； b=1，1;a=1，0.5;subplot（3，1,1);zplane（b,a）;title（因果系统零极图）;n=0:50；x=3cos（pi*n/3)；y=filter(b,a,x）；subplot（3，1，2);stem(n,x,.);title(输入x的波形）；subplot（3，1,3)；stem(n，y,.）;title（输出y的波形)；1-2b=1，1，1；a=1,0。5,-0。25;subplot(3,1,1）；zplane(b，a）;title（因果系统零极图）；n=0：50；x=3*cos(pin/3);y=filter(b,a，x)；subplot(3,1，2);stem（n,x，。）；title(输入x的波形)；subplot（3，1,3)；stem（n,y,。);title(输出y的波形)；2clear；clc；b=0,1;a=1，-1,1;x=impseq（0，-5，50）;n=-5：50；h=filter(b，a，x）;stem（n，h,。);title(单位脉冲响应）sum(abs(h）)3b=2;a=1 0.8 -0。5；subplot(4，1，1)；zplane(b,a)；title(系统的零极图）；H,w=freqz(b，a,100,whole）;magH=abs（H);phaH=angle（H)；subplot（4,1，2）；plot(w/pi，magH);title（系统的幅频响应)；subplot(4，1，3)；plot(w/pi,phaH/pi）;title(系统的相频响应);n=0：100；x=impseq（0，0,100）;h=filter(b,a,x）；subplot(4，1，4)；stem（n,h,.）;title（系统的冲激响应）;4b=1 1；a=1 0。9 0。81；H，w=freqz（b,a,400，whole）；magH=abs(H)；phaH=angle（H);subplot(4,1,1）；plot(w/pi,magH）；title（系统的幅频响应);subplot(4，1，2);plot（w/pi，phaH/pi)；title(系统的相频响应）；n=0:200;x=sin(pin/3)+5cos(pi*n);y=filter(b,a,x）;subplot(4，1,3）；plot(n,x）；title(输入信号X);subplot（4，1,4);plot(n，y）；title（输出信号Y）;grid;5x11=1 1 1 1;n=0:5;x12=cos(pin/4);y11=circonvt（x11,x12,8)y12=conv(x11，x12)y13=y11（1：1：8),zeros（1,1）e1=y13y12x21=1 -1 1 1；x22=1 0 1 0;y21=circonvt(x21,x22，5)y22=conv（x21，x22）y23=y21（1:1:5)，zeros（1，2）e2=y23-y22n=0:15；x31=cos(2pi*n/32)；x32=sin（2pin/32);y31=circonvt(x31,x32，32）y32=conv(x31，x32)y33=y32（1：1:31），zeros（1,1）e3=y31-y33n=0:9；x41=（0.8)。n；x42=（0。8).n；y41=circonvt（x41,x42，15）y42=conv（x41,x42)y43=y41（1：1：15),zeros(1，4)e4=y43-y426clear;clc;x1=2 1 1 2；x2=1 -1 1 1；n=0:8-1;y11=circonvt（x1,x2，4）y12=circonvt(x1，x2，7）y13=circonvt（x1，x2,8）y2=conv(x1,x2)%N最小值771x=2,2，2,2，2，2，2，2；w=0:1：500*2*pi/500;H=freqz（x，1,w）;magH=abs(H);phaH=angle(H);subplot（2，2，1)；plot(w/pi,magH）;gridxlabel（)；ylabel（|x）；title(DTFT的幅度）subplot（2,2,2）；plot(w/pi,phaH/pi180);gridxlabel（以pi为单位的频率）;ylabel（度）;title（DTFT的相角）N=8；w1=2pi/N；k=0:N-1;X=dft(x,N)；magX=abs(X)，phaX=angle（X)180/pisubplot（2，2，3)；plot(wN/(2pi）,magH，-)；axis（-0。1，8。1,0,20)；hold onstem(k,magX）；ylabel(x(k）|);title(DFT的幅度:N=8）；text（4。3，-1,k)hold offsubplot（2,2,4）；plot(wN/（2pi），phaH180/pi,-)；axis（0.1,8。1，200,200）;hold onstem(k,phaX);ylabel（度);title(DFT的相角:N=8）;text(4.3，-200，k)7-2clear;clc；x=2,2，2,2，2，2，2,2；w=0:1:500*2*pi/500；H=freqz(x,1，w)；magH=abs(H）;phaH=angle（H)；subplot（2，2，1);plot(w/pi，magH)；gridxlabel（）；ylabel(|x|);title（DTFT的幅度）subplot（2，2，2）;plot(w/pi，phaH/pi180)；gridxlabel（以pi为单位的频率）；ylabel（度）；title（DTFT的相角）N=16;w1=2*pi/N；k=0:N-1;X=fft(x,N);magX=abs(X)，phaX=angle(X)180/pisubplot（2,2,3)；plot（wN/(2pi），magH，-）；axis（0.1，16.1，0,20)；hold onstem(k,magX）；ylabel（|x（k)|）;title(DFT的幅度：N=16）；text（4。3,1,k）hold offsubplot（2,2，4)；plot（w*N/（2*pi)，phaH*180/pi,-）；axis（0。1,16。1，-200，200)；hold onstem（k,phaX,.);ylabel(度);title（DFT的相角:N=16）；text(4。3,-250,k）8-1N=12；w1=2pi/N;k=0：N1；x=1,2,3，4，5,6，6，5,4,3，2,1；X=dft(x,N)；magX=abs(X）,phaX=angle(X）*180/pisubplot(2，1,1)；axis(-0。1,12。1,0,50）;hold onstem(k，magX）;ylabel（|x(k）);title（DFT的幅度:N=12)；hold offsubplot（2,1，2）;axis（0.1，12。1,400，400)；hold onstem(k,phaX);ylabel（度);title（DFT的相角：N=12）；8-2x=1，2，3,4，5，6,6，5,4，3，2，1；w=0:1:500*2*pi/500；H=freqz（x，1,w）；magH=abs(H）;phaH=angle(H）；subplot（2，2，1）；plot（w/pi，magH）；gridaxis（0,2,0，50）；xlabel（）；ylabel（x）；title(DTFT的幅度)subplot（2,2，2)；plot(w/pi,phaH/pi180）;gridaxis（0,2,400，400）；xlabel（以pi为单位的频率)；ylabel(度）；title（DTFT的相角）N=12;w1=2*pi/N；k=0：N-1;x=1，2，3，4，5,6,6，5，4，3，2,1;X=dft(x,N）;magX=abs(X），phaX=angle(X)*180/pisubplot（2，2，3）;plot(w*N/（2*pi）,magH,-）；axis（0。1,12.1,0，50);hold onstem（k，magX）;ylabel(|x（k)|)；title（DFT的幅度:N=12);hold offsubplot（2,2，4）；plot(wN/（2pi)，phaH*180/pi,-)；axis(0.1，12.1,400,400）;hold onstem(k,phaX);ylabel(度）;title(DFT的相角:N=12）；9clear；clc;N1=40;n=0:1:N1-1；t=0.01n；x=2sin（4pi*t)+5cos（16*pit)；x1=fft(x)；magx1=abs(x1);w=2*pi/N1*n；subplot(3，1，1)； plot(（w*100）/(2*pi),magx1);title(DFT幅度）;axis（0，25，0,200);N2=60；n=0:1：N21;t=0。01*n；x=2*sin(4*pit)+5*cos（16*pi*t)；x2=fft（x)；magx2=abs（x2）;w=2pi/N2*n；subplot(3,1，2）； plot（w*100）/(2pi),magx2)；title（DFT幅度）;axis（0,25，0,200);N3=128;n=0：1：N31；t=0。01n;x=2*sin（4pit)+5*cos(16*pit）；x3=fft(x);magx3=abs（x3);w=2*pi/N3n;subplot(3,1,3)； plot(w*100)/（2pi)，magx3);title（DFT幅度);axis（0,25，0，400）;10clear；clc；N=128;n=0：1:N-1；t=0。01n；x=2sin(4*pi*t)+5*cos(16*pi*t)；y=x+0。8*randn(1,length(t）；x1=fft（x）；magx1=abs(x1)；w=2pi/Nn；subplot（2,1，1）； plot(w100）/(2pi）,magx1）;title(DFT幅度);axis（0,40，0,400)；y1=fft（y）；magy1=abs（y1）;w=2pi/Nn；subplot(2,1，2);plot（(w*100)/(2*pi)，magy1）;title（被噪声污染后DFT幅度）axis（0,100，0,400)；11clear;clc；N=512;n=0：N-1;t=0.01n;x=sin(2pi*5t)+sin(2*pi*15*t)+sin(2pi*30*t)；X=fft（x,N)；magx=abs(X);k=0:1:N1；w=2*pi/N*k;plot(k/N100，magx）；title(FFT N=512）xlabel（频率（单位：Hz）；ylabel（X)；gridaxis（0，100，0,300）12clear allclcN1=128；n1=0：N11；t1=0.01n1；x1=0。5sin（2*pi15*t1）+2*sin(2pi*40*t1)；k1=0：1:127；w1=2pi/N1*k1;X1=fft(x1）；magX1=abs(X1);subplot（2,1,1);plot（w1100）/(2pi），magX1)；axis(0，50,0，150);title(DFT N=128）；xlabel（频率（单位:pi）;ylabel（X（k)；grid；N2=1024；n2=0：N21;t2=0。01n2;x2=0.5*sin(2*pi15t2)+2*sin(2*pi40t2)；k2=0:1:1023；w2=2pi/N2*k2；X2=fft（x2）;magX2=abs(X2);subplot(2，1，2）;plot（w2100)/（2*pi）,magX2）；axis(0,50，0,900);title（DFT N=1024）；xlabel（频率（单位:pi）)；ylabel（X(k);grid;13t=0:0.001:1;x=sin(2pi60t）+sin（2pi*200t）；subplot（2，1,1);stem（t,x,。）;title（signial x(n)）；grid;y=x+1.5randn（1,length（t）;Y=fft（y,1024);p=Y。*conj（Y)/1024；N=1：1024；n=N/10001024；subplot（2，1,2）;plot（n,p);axis(0，600，0，280）;title（signial y(n);grid;xlabel(频率（单位:Hz）);ylabel(p）；grid14n=0：1：9；x=cos(0。48pin）+cos(0。52*pi*n)；X=fft（x)；magx=abs（X(1:1:10）；k=0：1：9；w=2*pi/10*k;subplot(3,1,1)；stem（w/pi,magx）；title(N=10点DFT幅度)；xlabel(频率（单位：pi)；axis（0，1，0,10）；n=0:1:9；y=cos(0。48pi*n）+cos(0.52*pin);n1=0：1：99;x=y(1:1：10) zeros(1，90)；x1=fft(x）；magx1=abs（x1（1:1：50）；k1=0：1：49;w1=2pi/100*k1;subplot(3,1,2）;stem（w1/pi,magx1)；title（补零到一百点DFT幅度)；xlabel（频率（单位:pi）；axis（0，1,0，10)；n=0：1:99;x=cos(0。48*pi*n)+cos（0.52*pin）；X=fft(x）；magx=abs（X(1:1:50）；k=0：1：49；w=2*pi/100k；subplot(3,1，3）；stem（w/pi，magx）；title(N=100点DFT幅度);xlabel（频率(单位:pi)）；axis（0,1，0，60);15n=0：10;x=10*（0。8.n）;x1=fft（x);k=0:10；y1=x1.*(exp（8jpi*k/11);y=ifft（y1）；subplot（2，2,1)；stem(n,x);title（原序列x（n);xlabel（n)；axis(0，10,0,12);subplot(2，2，2);stem（n，y）;title（移位序列y(n);axis（0,10,0，12）;n=0：10;y=10（0.8。n）；x=y（1：1：11) zeros（1，4）；n1=0:14;subplot(2,2，3）;stem(n1，x）;title(15点序列x(n）)；xlabel（n);axis(0，14，0，12);x1=fft(x)；k=0：14；y1=x1。（exp（8jpik/15)）；y=ifft（y1）；subplot（2,2,4)；stem(n1,y);title（15点移位序列y(n)；axis(0,14，0，12)；16clc；N=31;n=0：N；x=n.*(stepseq（0，0,N）-stepseq(16，0,N）;y=stepseq（0,0,N)-stepseq（8，0，N）；X=fft(x）;Y=fft(y）;Z=X.Y；z=ifft（Z）;subplot(3，1,1）；stem（n,z);title(线性卷积);axis(0,25,0，100)；N1=15；n1=0:31;x1=n1。(stepseq（0，0，31)-stepseq（16，0,31);y1=stepseq（0,0，N1）-stepseq（8，0，N1);X1=fft（x1,16）；Y1=fft（y1）；Z1=X1。*Y1；z1=ifft(Z1）;subplot(3,1,2）;n1=0:15;stem（n1,z1）;title（16点圆周卷积)；axis(0，20,0,100)；N=31；n=0：N;x=n。(stepseq(0，0，N）-stepseq（16,0,N）)；y=stepseq（0，0,31)stepseq(8,0,31）；X=fft(x);Y=fft（y）；Z=X.Y；z=ifft(Z);subplot（3，1，3);stem（n,z）;title(32点圆周卷积）；axis(0,25，0,100）;17Rp=0。5;T=0.001；ws=2002pi*T；ws1=(2/T）tan（ws/2）;b，a=cheby1（9,Rp，ws1，high，s）；bz,az=bilinear(b,a,1/T);db，mag，pha,grd,w=freqz_m（bz,az）；subplot（2，1，1)；plot(w/pi,db);grid;axis(0,1，-400,100);title（系统的幅频响应）；subplot（2，1，2);plot(w/pi,pha）；title（系统的相频响应）;18Wn=2*pi*100;fs=1000；b，a=butter(6，Wn,s)；bz，az=impinvar（b,a,fs）；db,mag,pha,grd,w=freqz_m(bz,az）;subplot(2，2，1);plot(w/pi,db）;title(系统的幅频响应);axis（0，1，-50，5)；subplot(2，2，2）;plot（w/pi,pha）；title（系统的相频响应）；Filterx=4，-2,0，-4,6，-4，2,4，6,6，-4，4，-6，-6，.。 -2,6,12，8，0,-16,-38，60,84，90,66，32,.。. -4,2，-4,8，12,12，10,6,6,6，4,0,0，0,0，0,-2，。. -4,0,0,0,-2，2,0，0，-2,2，2,-2，0;y=filter(bz,az，x);N=56；n=0:N-1;subplot（2，2，3）；plot(n,x);title(输入波形）；subplot（2，2，4）；plot(n，y）；title(输出波形）;19最高f=30Hz，可取fs=100Hz，即t=0。01n%s(n）=sin(0。1pin）+sin（0.3*pi*n)+sin(0。6*pi*n)；s（n)的样本取301点%注意：这不是双线性变换法,是完全设计法，不过,效果一样。参考PRp=0。1；Rs=40;wp1=0。2pi；wp2=0。4*pi；wn=wp1,wp2/pi；n=4；b，a=ellip（n,Rp，Rs，wn);默认时表带通db，mag，pha,grd，w=freqz_m(b，a）;subplot（3，1,1);plot(w/pi，db)；axis（0,1，100，5)；n=0:300；s=sin(0。1pi*n)+sin（0.3pin)+sin(0。6*pi*n);subplot(312）；plot（n,s)hold ony=filter（b,a,s）；subplot(313);plot（n，y)20%可抽象成一低通或带阻滤波器。抽象成低通来设计%抽样频率取fs=1000Hz；验证看指标fp=100；fs=130；Rp=2；Rs=50；T=0.001； wp=2pifpT；ws=2*pifs*T； wp1=(2/T)*tan(wp/2);ws1=（2/T）tan（ws/2)； n,wn=cheb1ord（wp1，ws1,Rp,Rs，s）；b，a=cheby1(n，Rp,wn,low，s）； bz,az=bilinear(b，a，1/T);db，mag，pha,grd，w=freqz_m(bz,az）；grid onplot(w/pi,db);axis（0,1，-80，5）；21b=1，1;a=1,5,6;T=1;bz,az=impinvar(b,a，1/T）bz1,az1=bilinear（b,a,1/T）22Rp=2;Rs=30;T=0。001;wp1=2*pi100T；wp2=2pi*250*T；ws1=2*pi*50*T;ws2=2pi*300T;wp3=（2/T)*tan(wp1/2）；wp4=（2/T）*tan(wp2/2）;ws3=（2/T）*tan(ws1/2）；ws4=（2/T）tan(ws2/2);wp=wp3,wp4;ws=ws3，ws4;n，wn=cheb1ord（wp,ws，Rp，Rs，s)；z,p，k=cheb1ap(n,Rp）;b,a=zp2tf（z，p,k);w0=sqrt（wp3*wp4）;Bw=wp4wp3;b1，a1=lp2bp（b,a，w0，Bw)；bz,az=bilinear（b1,a1,1/T）;db，mag,pha,grd,w=freqz_m(bz,az）;plot(w/pi/T/2,db)；axis（0,400,50,2)；23clc；close all；clear all;Rp=3；Rs=18;fs=2000；ws1=0.2*pi；wp1=0.3pi;wp2=0.4*pi；ws2=0.5*pi；wp3=(2fs)*tan（wp1/2）;wp4=（2*fs）tan(wp2/2）;ws3=(2fs）tan(ws1/2)；ws4=（2*fs）*tan(ws2/2）；wp=wp3，wp4；ws=ws3,ws4;n,wn=buttord(wp,ws，Rp,Rs，s);b,a=butter(n，wn,bandpass，s）;bz,az=bilinear(b，a,fs)；db,mag,pha，grd,w=freqz_m(bz，az)；plot(w*2000）/（2*pi)，db)；grid；24clc;close all;clear all;Rp=1;Rs=15;fs=2000;wp1=0.2pi;ws1=0。3*pi；wp2=（2fs)*tan(wp1/2）;ws2=(2*fs）*tan(ws1/2）;n,wn=cheb1ord（wp2,ws2，Rp，Rs，s)；b,a=cheby1(n，Rp,wn,s)；bz,az=bilinear(b，a,fs）;db,mag,pha,grd,w=freqz_m（bz，az);plot（w/pi,db)；25Rp=1；Rs=25；wp1=0.2pi；ws1=0。4*pi；T=0。001；wp=（2/T)*tan（wp1/2）;ws=（2/T)*tan（ws1/2）;n，wn=cheb2ord(wp,ws，Rp,Rs，s) %从此处可以计算阶数nb，a=cheby2(n,Rs，wn，low,s） %由b,a的值可以得到系统函数bz，az=bilinear(b，a，1/T)；b0，B,A=dir2cas(bz，az)db,mag，pha,grd，w=freqz_m(bz，az）；subplot（2,1,1）；plot（w/pi，db)；axis（0,1,65，10);xlabel（）；ylabel(）；title(幅频相应）subplot(2，1,2）；plot（w/pi，pha)；xlabel(频率（单位:pi)）;ylabel（相位);title(相频相应）;26Rp=1；Rs=15;wp1=0。2pi；ws1=0.3*pi;T=0。001；wp=（2/T）tan(wp1/2）；ws=(2/T)*tan(ws1/2)；n,wn=ellipord（wp,ws,Rp，Rs，s) %从此处可以计算阶数nb,a=ellip（n,Rp,Rs，wn，low,s) 由b，a的值可以得到系统函数bz，az=bilinear(b，a,1/T）;b0,B,A=dir2cas(bz，az）db,mag，pha，grd，w=freqz_m(bz,az）；subplot（2，1，1);plot（w/pi，db）;axis（0,1,-65,10);xlabel（）;ylabel(幅频)；title（幅频相应（相对幅度）)subplot(2,1，2);plot（w/pi，pha）;xlabel（频率（单位：pi)）;ylabel(相位);title（相频相应)27Rp=1.5;Rs=20;T=0。001；wp=0.4pi;ws=0.6*pi;wp1=(2/T)*tan（wp/2）;ws1=（2/T）*tan(ws/2）;n，wn=buttord（wp1,ws1,Rp，Rs，s）b，a=butter(n，wn，s)bz,az=bilinear（b，a,1/T);b0，B，A=dir2par（bz,az)db,mag,pha,grd,w=freqz_m（bz,az）;subplot(2，1,1）；plot（w/pi，db）；axis(0,1，-200，5）；gridsubplot（2，1，2);plot(w/pi，pha/pi);axis（0,1,-1.2,1.2);grid28Rp=1;Rs=15;T=0。001;wp=0。6*pi;ws=0。4pi;wp1=(2/T）tan（wp/2)；ws1=（2/T)tan（ws/2）；n,wn=cheb1ord（wp1，ws1，Rp，Rs，s)b，a=cheby1（n,Rp，wn，high，s）bz，az=bilinear(b，a,1/T)；b0,B，A=dir2par(b,a)db,mag,pha,grd，w=freqz_m（bz,az);subplot(2,1，1)；plot（w/pi，db)；axis(0,1，300,5）；gridsubplot(2，1,2）;plot(w/pi，pha/pi）;axis(0,1，-1。2,1.2)；grid29clc；close all;clear all;Rp=1；Rs=40;fs=1000;ws1=0。25*pi；ws2=0.8*pi;wp1=0.4pi;wp2=0.7pi；wp3=(2*fs）tan(wp1/2)；wp4=（2fs)tan（wp2/2）;ws3=（2fs）tan(ws1/2）；ws4=(2fs)*tan(ws2/2）；wp=wp3,wp4；ws=ws3，ws4；n，wn=cheb2ord（wp,ws,Rp，Rs，s）b，a=cheby2(n,Rs，wn,bandpass，s）；bz，az=bilinear(b，a，fs）；db,mag，pha,grd，w=freqz_m(bz，az）；subplot（2，1，1)；plot(w/pi，db）；axis(0,1,100,10);subplot(2，1,2);plot（w/pi，pha）；30Rp=1；Rs=60;wp1=0。4*pi;ws1=0.5*pi；T=0.001；wp=（2/T)*tan（wp1/2）；ws=(2/T)tan（ws1/2）；n,wn=ellipord(wp,ws,Rp，Rs,s） ; b,a=ellip(n,Rp，Rs，wn,low,s) ；bz,az=bilinear(b,a，1/T)；db,mag，pha，grd,w=freqz_m(bz,az）；subplot（3,1,1）;plot(w/pi,db);axis(0，1，-100，5)；xlabel（）；ylabel(相对幅度);title（幅频相应(相对幅度)subplot（3,1，3）；plot(w/pi，pha）;xlabel（频率（单位：pi）);ylabel(相位)；title(相频相应)31Rp=1；Rs=50;ws1=0.4*pi;ws2=0.48pi；fs=1000;ws3=(2fs)*tan(ws1/2）;ws4=(2fs）*tan（ws2/2）;n=10；z，p,k=ellipap(n，Rp，Rs);b,a=zp2tf（z，p,k)；w0=sqrt（ws3*ws4)；bw=ws4-ws3;b1，a1=lp2bs（b，a，w0，bw）;bz，az=bilinear(b1，a1，fs);db,mag,pha,grd,w=freqz_m（bz，az)；subplot（3,1,1）;plot（w/pi,db);axis（0,1,100,2)；n=0:200；x=sin(0。44*pi*n)；subplot（3,1,2);plot(n，x)；hold onsubplot（3,1,3）；y=filter（bz,az,x);plot(n，y)；32clc;clear all;Rp=0.5；Rs=60；T=1/200;wp1=60*2*piT;wp2=802pi*T;ws1=552*piT;ws2=852pi*T;wp3=(2/T)tan(wp1/2);wp4=(2/T)tan(wp2/2）;ws3=(2/T）*tan（ws1/2)；ws4=（2/T）*tan（ws2/2）；wp=wp3,wp4;ws=ws3，ws4；n，wn=cheb2ord(wp,ws,Rp，Rs，s）;b,a=cheby2（n,Rs,wn,bandpass，s);bz,az=bilinear(b，a，1/T）；db，mag,pha，grd,w=freqz_m(bz，az）；plot(w200)/(2*pi),db）;axis（0,120,-100，2)；33Rp=0.8；Rs=25;T=0。001；fp=300；fs=200；wp=2pi*fpT;ws=2*pifs*T;wp1=(2/T)*tan（wp/2)；ws1=(2/T）*tan(ws/2)；n，wn=buttord(wp1，ws1，Rp，Rs，