天津工程师范学院电子工程系实验实训中心《数字信号处理》实验教学大纲1.课程基本信息中文课程名数字信号处理称英文课程名Digital signal processing课程编号课程类型开设专业课程总学时实验学时备注6410090012504专业基础课电信、微电632090012402专业基础课通信、电科2.课程简介当今人类正进入信息时代，而数字化是信息时代发展的方向。因此，数字信号处理技术已成为每一个电子信息科学工作者必须掌握的重要知识。数字信号处理课程已成为通信、电信、应教、微电等专业的必修专业课程。它采用计算机和专用处理设备，以数值计算的方法对信号进行分析、变换、滤波、检测、估计与识别等加工处理，以达到提取信息便于使用的目的。3.实验目的通过本实验课程的学习，使学生掌握利用Matlab软件进行数字信号处理的方法，从而验证理论知识，并能够解决实际问题。4.实验报告内容（1）学生姓名、学号、实验组号及组内编号等；（2）实验题目：阐述做本实验的目的；（3）目的要求：实验过程中的基础知识、预习报告、特殊器材等；（4）实验设备：仪器名称及主要规格（包括量程、分度值等）、用具名称、软件等。（5）实验原理：简单但要抓住要点，即要写出依据原理的公式名称、公式表达式、公式中各物理量的名称、公式成立的条件。画出电路图（光路图）等。（6）实验内容：（对一些实验，根据要求要有实验步骤）实验内容主要含实验数据表格、实验程序代码、数据处理、仿真波形等
天津工程师范学院 电子工程系实验实训中心 《数字信号处理》实验教学大纲 1.课程基本信息 中文课程名 称 数字信号处理 英文课程名 Digital signal processing 课程编号 课程类型 开设专业 课程总学时 实验学时 备注 090012504 专业基础课 电信、微电、 64 10 090012402 专业基础课 通信、电科 32 6 2.课程简介 当今人类正进入信息时代，而数字化是信息时代发展的方向。因此，数字信号处理技术 已成为每一个电子信息科学工作者必须掌握的重要知识。数字信号处理课程已成为通信、电 信、应教、微电等专业的必修专业课程。它采用计算机和专用处理设备，以数值计算的方法 对信号进行分析、变换、滤波、检测、估计与识别等加工处理，以达到提取信息便于使用的 目的。 3.实验目的 通过本实验课程的学习，使学生掌握利用 Matlab 软件进行数字信号处理的方法，从 而验证理论知识，并能够解决实际问题。 4.实验报告内容 （1）学生姓名、学号、实验组号及组内编号等； （2）实验题目：阐述做本实验的目的； （3）目的要求：实验过程中的基础知识、预习报告、特殊器材等； （4）实验设备: 仪器名称及主要规格（包括量程、分度值等）、用具名称、软件等。 （5）实验原理：简单但要抓住要点，即要写出依据原理的公式名称、公式表达式、公式中 各物理量的名称、公式成立的条件。画出电路图（光路图）等。 （6）实验内容：（对一些实验，根据要求要有实验步骤） 实验内容主要含实验数据表格、实验程序代码、数据处理、仿真波形等
（7）实验结果：程序运行结果、测试结果等：（8）实验总结：通过实验学到的知识、实验过程中的难点、存在的问题和实验收获等。5.实验考试（考核）（1）学生实验课成绩由过程考核和实验报告两部分组成，各占50%，平时成绩和报告成绩采用5分制、总成绩采用百分制。（2）实验过程：由老师考核实验过程中学生实验线路连接是否正确；实验程序编写是否正确：仪器使用是否规范：能否按要求独立操作：遇到问题能否判断处理：测量数据是否正确：能否在规定时间完成实验内容：实验结束时是否能按要求将仪器复位；课上是否能主动探索和研究问题和考勤等。(3)实验报告：是否符合实验报告要求的格式，叙述是否清楚；数据处理中的有效数字、单位、作图、思考题回答是否正确等。6.实验项目设置与内容序号实验名称内容要求实验每组开出实验学时要求人数属性掌握正弦序列MATLAB实必做21.验证1常见数字信号现；随机信号的MATLAB实现：的MATLAB实指数信号的MATLAB实现；单位阶跃序列。现离散序列的卷21验证必做掌握卷积定理计算及验证；卷积2积和系统差分定律验证：求系统的单位冲激响方程的ATLAB应和阶跃响应；一个三阶低通滤实现波器差分方程描述。Z变换和系统通过Z变换分析求解系统的冲激31验证必做2频域特性的响应h(n)；通过z变换分析离散MATLAB实现系统的频率响应和零、极点分布画出因果系统y(n)=0.9y(n-1)+x(n)的零、极点图和频率响应曲线，并求出脉冲响应h(n)。定性画出系统H()=1-2-N的零、极点图和频率响应曲线
（7）实验结果：程序运行结果、测试结果等； （8）实验总结：通过实验学到的知识、实验过程中的难点、存在的问题和实验收获等。 5.实验考试（考核） （1）学生实验课成绩由过程考核和实验报告两部分组成，各占 50%，平时成绩和报告成 绩采用 5 分制、总成绩采用百分制。 （2）实验过程： 由老师考核实验过程中学生实验线路连接是否正确；实验程序编写是否正确；仪器使用 是否规范；能否按要求独立操作；遇到问题能否判断处理；测量数据是否正确；能否在规定 时间完成实验内容；实验结束时是否能按要求将仪器复位；课上是否能主动探索和研究问题 和考勤等。 (3)实验报告： 是否符合实验报告要求的格式，叙述是否清楚；数据处理中的有效数字、单位、作图、 思考题回答是否正确等。 6.实验项目设置与内容 序号 实验名称 内容要求 实验 学时 每组 人数 实验 属性 开出 要求 1 常见数字信号 的 MATLAB 实 现 掌握正弦序列 MATLAB 实 现；随机信号的 MATLAB 实现； 指数信号的 MATLAB 实现；单位 阶跃序列。 2 1 验证 必做 2 离散序列的卷 积和系统差分 方程的 ATLAB 实现 掌握卷积定理计算及验证；卷积 定律验证；求系统的单位冲激响 应和阶跃响应；一个三阶低通滤 波器差分方程描述。 2 1 验证 必做 3 Z 变换和系统 频域特性的 MATLAB 实现 通过 Z 变换分析求解系统的冲激 响应 h(n)；通过 z 变换分析离散 系统的频率响应和零、极点分布 画出因果 系 统 y(n) = 0.9y(n −1) + x(n) 的零、 极点图和频率响应曲线，并求出 脉冲响应 h(n)。定性画出系统 N H z z − ( ) =1− 的零、极点图和 频率响应曲线。 2 1 验证 必做
离散傅里离散傅里叶变换及基本性质；412验证必做叶变换(DFT)的MATLAB实现快速傅里叶变换：用FFT分析信51验证必做快速傅里叶变2号频率成分换及其应用1验证必做6IIR滤波器的设基本概念：求滤波器频率响应的计函数：ButterWorth(巴特沃斯）等模拟和数字滤波器的设计FIR滤波器设71.验证必做在MATLAB中产生窗函数的方计法；基本窗函数的FIR滤波器的设计一一标准频率响应形状。7.教材及实验指导书名称：（1）实验教材：丁玉美，数字信号处理（内附实验指导书）。西安：西安电子科技大学出版（2）教学参考书：①程佩青，数字信号处理教程。北京：清华大学出版社，2014②刘舒帆，费诺等，数字信号处理实验。西安：西安电子科技大学出版社，2014
4 离散傅里 叶变换(DFT)的 MATLAB 实现 离散傅里叶变换及基本性质； 2 1 验证 必做 5 快速傅里叶变 换及其应用 快速傅里叶变换；用 FFT 分析信 号频率成分 2 1 验证 必做 6 IIR 滤波器的设 计 基本概念；求滤波器频率响应的 函数；ButterWorth(巴特沃斯)等模 拟和数字滤波器的设计 2 1 验证 必做 7 FIR 滤波器设 计 在 MATLAB 中产生窗函数的方 法；基本窗函数的 FIR 滤波器的 设计——标准频率响应形状。 2 1 验证 必做 7.教材及实验指导书名称： （1）实验教材： 丁玉美,数字信号处理（内附实验指导书）。西安:西安电子科技大学出版 （2）教学参考书： ①程佩青，数字信号处理教程。北京：清华大学出版社，2014 ②刘舒帆，费诺等，数字信号处理实验。西安：西安电子科技大学出版社，2014
数字信号处理实验讲义实验一常见数字信号的MATLAB实现1.实验目的（1）掌握MATLAB语言基础知识。（2）掌握MATLAB软件操作基础。（3）利用MATLAB工具产生数字信号基本序列。2.实验仪器及设备（1）计算机一台。（2）MATLAB6.5以上软件一套。3．实验任务及原理实验任务1：正弦序列MATLAB实现离散正弦序列的MATLAB表示与连续信号类似，只不过是用stem函数，而不是用plot(k)的波形。函数来绘出序列的波形。编写程序段绘出正弦序列sin(12%正弦信号的离散序列k=0:39;m=sin(pi / 12*k);stem(k, fk);运行结果如图1-1所示。0.80.60.40.2-0.2-0.4-0.6T-0.8-10510152025304035"k)的波形图1-1离散正弦信号sin(12实验任务2：随机信号的MATLAB实现在区间(O，1)中均匀分布的长度为N的随机信号，可通过如下的MATLAB命令生成：
数字信号处理实验讲义 实验一 常见数字信号的 MATLAB 实现 1．实验目的 （1）掌握 MATLAB 语言基础知识。 （2）掌握 MATLAB 软件操作基础。 （3）利用 MATLAB 工具产生数字信号基本序列。 2.实验仪器及设备 （1）计算机一台。 （2）MATLAB6.5 以上软件一套。 3．实验任务及原理 实验任务 1：正弦序列 MATLAB 实现 离散正弦序列的 MATLAB 表示与连续信号类似，只不过是用 stem 函数，而不是用 plot 函数来绘出序列的波形。编写程序段绘出正弦序列 sin( 12 π k)的波形。 ％正弦信号的离散序列 k=0：39； m=sin(pi／12*k); stem(k, fk)； 运行结果如图 1-1 所示。 图 1-1 离散正弦信号 sin( k 12 π )的波形 实验任务 2：随机信号的 MATLAB 实现 在区间(0，1)中均匀分布的长度为 N 的随机信号，可通过如下的 MATLAB 命令生成：
x=rand(1, N)使用下面的MATLAB命令，可生成长度为N且具有零均值和单位方差的正态分布的随机信号x[n]:x=randn(1, N)编程绘出一个随机信号的波形。N=50;n=l: N;x=rand(1, N);stem(n, x):title(随机序列”);xlabel(时间序列n');ylabel("振幅'）：运行结果如图1-2之所示。随机序列0.90.80.70.6福0.50.40.30.20.1?51015209.3035404550时间序列n图1-2随机序列实验任务3：指数信号的MATLAB实现指数信号也是一种基本的离散时间序列，生成指数信号要用到MATLAB运算符^和exp.①绘出实指数序列x(n)=0.2·2"的波形。%生成一个实指数序列n=1:10;a=2;K=0.2;x=K*a.^n;stem(n, x):xlabel(时间序列n'）：ylabel(”振幅”);运行结果如图1-3所示
x=rand(1，N) 使用下面的 MATLAB 命令，可生成长度为 N 且具有零均值和单位方差的正态分布的随 机信号 x[n]： x=randn(1，N) 编程绘出一个随机信号的波形。 N=50; n=1：N; x=rand(1，N)； stem(n，x)； title(’随机序列’)； xlabel(’时间序列 n’)； ylabel(’振幅’)： 运行结果如图 1-2 之所示。 图 1-2 随机序列 实验任务 3： 指数信号的 MATLAB 实现 指数信号也是一种基本的离散时间序列，生成指数信号要用到 MATLAB 运算符 .^和 exp。 ①绘出实指数序列 x(n)=0.2 • 2 n 的波形。 ％生成一个实指数序列 n=1：10； a=2； K=0.2； x=K*a.^n； stem(n，x)； xlabel(’时间序列 n’)； ylabel(’振幅’)； 运行结果如图 1-3 所示