MATLAB實驗(三) 連續時間訊號的數字處理

2021-09-01 00:09:01 字數 2842 閱讀 8851

三、實驗結果及問題回答:

掌握通過週期抽樣實現連續時間訊號到離散時間訊號的轉換,驗證抽樣定理,了解訊號重構的過程;掌握模擬濾波器的設計方法。

(1)修改程式p5.1,將正弦訊號的頻率分別改為3hz和7hz,畫出抽樣結果圖,相應的等效離散時間訊號之間有差別嗎?若沒有差別,為什麼?

(2)修改程式p5.2,將正弦訊號的頻率分別改為3hz和7hz,畫出重構訊號。

修改程式p5.4,設計巴特沃茲低通濾波器,其中通帶截止頻率為3000hz,阻帶截止頻率為4000hz,通帶波紋0.5db,最小阻帶衰減30db,繪製增益響應。所設計的濾波器的階數和3db截止頻率分別是多少?

連續時間訊號的抽樣及重構:

(1)實驗結果:

% program p5_1

% illustration of the sampling process

% in the time-domain

clf;

t = 0:0.0005:1;

f = 7;

xa = cos(2*pi*f*t);

subplot(2,1,1)

plot(t,xa);grid

xlabel('time, msec');ylabel('amplitude');

title('continuous-time signal x_(t)');

axis([0 1 -1.2 1.2])

subplot(2,1,2);

t = 0.1;

n = 0:t:1;

xs = cos(2*pi*f*n);

k = 0:length(n)-1;

stem(k,xs);grid;

xlabel('time index n');ylabel('amplitude');

title('discrete-time signal x[n]');

axis([0 (length(n)-1) -1.2 1.2])

抽樣結果圖相應的等效離散時間訊號之間沒有差別。因為抽樣週期沒有發生變化,頻率變化不會影響離散時間訊號。f = 3時:

f = 7時:

(2)實驗結果:

clf;

t = 0.1;f = 7;

n = (0:t:1)';

xs = cos(2*pi*f*n);

t = linspace(-0.5,1.5,500)';

ya = sinc((1/t)*t(:,ones(size(n))) - (1/t)*n(:,ones(size(t)))')*xs;

plot(n,xs,'o',t,ya);grid;

xlabel('time, msec');ylabel('amplitude');

title('reconstructed continuous-time signal y_(t)');

axis([0 1 -1.2 1.2]);

所有頻率對應影象都是下圖,原因與上題一致

2. 模擬濾波器的設計:

% program p5_4

% design of analog lowpass filter

clf;

fp = 3000;fs = 4000;

wp = 2*pi*fp; ws = 2*pi*fs;

[n, wn] = buttord(wp, ws, 0.5, 30,'s');

%buttord函式的用法為: [n,wn]= buttord(wp,ws,rp,rs)

%其中wp和ws分別是通帶和阻帶的拐角頻率(截止頻率),其

%取值範圍為0至1之間。當其值為1時代表取樣頻率的一半。

%rp和rs分別是通帶和阻帶區的波紋係數。

[b,a] = butter(n, wn, 's');

%%butter函式的用法為:[b,a]=butter(n,wn,/ftype/) 其

%中n代表濾波器階數,wn代表濾波器的截止頻率,這兩個引數

%可使用buttord函式來確定。buttord函式可在給定濾波器性

%能的情況下,求出巴特沃斯濾波器的最小階數n,同時給出對

%應的截止頻率wn

wa = 0:(3*ws)/511:3*ws;

h = freqs(b,a,wa);

%freqs()函式

%freqs用於計算由向量a和b構成的模擬濾波器h(s)=b(s)/a(s)的幅頻響應.

%h=freqs(b,a,w)用於計算模擬濾波器的幅頻響應,其中實向量w用於指定頻

%率值,返回值h為乙個複數行向量,要得到幅值必須對它取絕對值,即求模.

plot(wa/(2*pi), 20*log10(abs(h)));grid %畫圖,並開啟網格

xlabel('frequency, hz');ylabel('gain, db');%使用標籤

title('gain response');%使用標題

axis([0 3*fs -60 5]);%設定影象區域

該濾波器的階數為n=16,3db頻寬為3223.5hz。

數字訊號處理實驗(三) 連續時間訊號的數字處理

目錄 一 實驗目的 二 實驗內容及要求 1.連續時間訊號的抽樣及重構 2.模擬濾波器的設計 三 實驗結果及問題回答 1.連續時間訊號的抽樣及重構 2.模擬濾波器的設計 掌握通過週期抽樣實現連續時間訊號到離散時間訊號的轉換,驗證抽樣定理,了解訊號重構的過程 掌握模擬濾波器的設計方法。1 修改程式p5....

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