编制程序,包括产生输入信号、单位脉冲响应序列的子程 序,用 filter 函数或 conv 函数求解系统输出响应的主程序。程序中 要有绘制信号波形的功能。
时间: 2024-09-19 08:09:41 浏览: 63
在编写程序以计算数字信号处理系统中,通常涉及以下几个步骤:
1. **输入生成**:首先,你需要创建一个函数或者子程序来生成输入信号。这可以是一个简单的正弦波、方波或其他特定形式的电信号。你可以使用数学库(如Python的`numpy`或MATLAB的`sin`函数)来生成这些信号,并指定所需的频率、幅度等参数。
```python
import numpy as np
def generate_input_signal(freq, duration, sampling_rate):
time = np.linspace(0, duration, duration * sampling_rate)
input_signal = np.sin(2 * np.pi * freq * time)
return time, input_signal
```
2. **设计滤波器或卷积函数**:对于滤波器,你可以利用`filter`函数在NumPy或LTI Control Design Toolkit等库中实现线性系统的时间域响应;对于卷积操作,`convolve`函数会将输入信号与系统的 impulse response 进行卷积,得到输出信号。这里假设你已经有了一个系统函数`h`代表单位脉冲响应序列。
```python
def apply_filter(input_signal, system_function_h, method='filter'):
if method == 'filter':
output_signal = signal.lfilter(system_function_h, 1, input_signal)
elif method == 'conv':
output_signal = np.convolve(input_signal, system_function_h)
else:
raise ValueError('Invalid method')
return output_signal
```
3. **主程序与绘制波形**:在主程序中,你需要结合上述两个步骤并使用绘图库(如matplotlib)来可视化输入信号和输出信号。先生成输入信号,然后应用滤波器或卷积操作,最后绘制结果。
```python
# 主程序
sampling_rate = 44100 # 示例采样率
input_freq = 1000 # 输入信号频率
duration = 5 # 信号持续时间秒
time, input_signal = generate_input_signal(input_freq, duration, sampling_rate)
system_function_h = ... # 单位脉冲响应序列
output_signal = apply_filter(input_signal, system_function_h)
import matplotlib.pyplot as plt
plt.figure()
plt.plot(time, input_signal, label='Input Signal')
plt.plot(time, output_signal, label='Filtered Output Signal')
plt.xlabel('Time (s)')
plt.ylabel('Amplitude')
plt.legend()
plt.show()
```
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