2022年数字信号处理实验MATLAB教程与关键步骤

本实验指导书是针对数字信号处理课程的一系列实验，共包含八个部分，旨在帮助学生通过实践学习和掌握数字信号处理的基本概念和技术。以下是每个实验的主要知识点： 1. 实验一：离散时间信号的时域表示 - 实验目的是熟悉MATLAB命令，了解离散时间信号的不同表示方法，包括列举法、解析法和图形法。通过实例（如例1-1至例1-4）让学生亲手操作，掌握如何用MATLAB表示和可视化序列。 2. 实验二：离散时间系统及系统响应 - 学生会学习离散时间系统的概念，包括系统的输入、输出和动态行为。实验可能涉及模拟和分析系统响应，以便理解系统如何处理不同类型的输入信号。 3. 实验三：离散傅立叶变换及其特性验证 - 这里会教授离散傅立叶变换（DFT）的基础理论，以及如何使用MATLAB进行快速傅立叶变换（FFT）的计算和特性验证，例如幅度和频率响应的分析。 4. 实验四：离散系统的Z域分析 - 学习Z变换及其在离散系统分析中的作用，包括系统稳定性、性能指标和系统函数的绘制，以理解系统在复平面上的行为。 5. 实验五：冲激响应不变法IIR数字滤波器设计 - 学生会学习IIR滤波器（无限 impulse response）的设计方法，利用MATLAB工具如zpk或tf设计低通、高通、带通或带阻滤波器，并分析它们的频率响应。 6. 实验六：双线性变换法IIR数字滤波器设计 - 介绍双线性变换技术，这是一种将连续系统转换为离散系统的常用方法，学生将在MATLAB中实现滤波器设计并比较其效果。 7. 实验七：窗函数设计法实现FIR滤波器的设计 - FIR滤波器（有限 impulse response）设计，通过各种窗函数（如汉明窗、矩形窗等）优化滤波器的频率响应特性，提高滤波效果。 8. 实验八：语音信号的采样和频谱分析 - 学习如何采集和处理实际的语音信号，包括采样理论、量化噪声以及信号的频谱分析，了解如何应用数字信号处理技术于音频信号处理。 通过这些实验，学生不仅能够掌握数字信号处理的基本工具和技巧，还能提升问题解决能力和编程能力，为后续深入研究和工程实践打下坚实基础。