数字信号处理MATLAB上机实验答案高西全第三版-第十章_数字信号处理MATLAB上机 - CSDN文库

数字信号处理

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第十章上机实验

第十章上机实验

数字信号处理是一门理论和实际密切结合的课程，为深入掌握课程内容，最好在学习理

论的同时，做习题和上机实验。上机实验不仅可以帮助读者深入的理解和消化基本理论，

而且能锻炼初学者的独立解决问题的能力。本章在第二版的基础上编写了六个实验，前五

个实验属基础理论实验，第六个属应用综合实验。

实验一系统响应及系统稳定性。

实验二时域采样与频域采样。

实验三用 FFT 对信号作频谱分析。

实验四 IIR 数字滤波器设计及软件实现。

实验五 FIR 数字滤波器设计与软件实现

实验六应用实验——数字信号处理在双音多频拨号系统中的应用

任课教师根据教学进度，安排学生上机进行实验。建议自学的读者在学习完第一章后作

实验一；在学习完第三、四章后作实验二和实验三；实验四 IIR 数字滤波器设计及软件实

现在。学习完第六章进行；实验五在学习完第七章后进行。实验六综合实验在学习完第七

章或者再后些进行；实验六为综合实验，在学习完本课程后再进行。

10.1 　实验一: 系统响应及系统稳定性

1.实验目的

（1）掌握求系统响应的方法。

（2）掌握时域离散系统的时域特性。

（3）分析、观察及检验系统的稳定性。

2.实验原理与方法

在时域中，描写系统特性的方法是差分方程和单位脉冲响应，在频域可以用系统函数

描述系统特性。已知输入信号可以由差分方程、单位脉冲响应或系统函数求出系统对于该

输入信号的响应，本实验仅在时域求解。在计算机上适合用递推法求差分方程的解，最简

单的方法是采用 MATLAB 语言的工具箱函数 filter 函数。也可以用 MATLAB 语言的工具箱

函数 conv 函数计算输入信号和系统的单位脉冲响应的线性卷积，求出系统的响应。

系统的时域特性指的是系统的线性时不变性质、因果性和稳定性。重点分析实验系统

的稳定性，包括观察系统的暂态响应和稳定响应。

系统的稳定性是指对任意有界的输入信号，系统都能得到有界的系统响应。或者系统

的单位脉冲响应满足绝对可和的条件。系统的稳定性由其差分方程的系数决定。

实际中检查系统是否稳定，不可能检查系统对所有有界的输入信号，输出是否都是有

界输出，或者检查系统的单位脉冲响应满足绝对可和的条件。可行的方法是在系统的输入

端加入单位阶跃序列，如果系统的输出趋近一个常数（包括零），就可以断定系统是稳定

的

[19]

。系统的稳态输出是指当时，系统的输出。如果系统稳定，信号加入系统后，

系统输出的开始一段称为暂态效应，随 n 的加大，幅度趋于稳定，达到稳态输出。

注意在以下实验中均假设系统的初始状态为零。

3．实验内容及步骤

（1）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。

（2）给定一个低通滤波器的差分方程为

1

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