数字信号处理 实验报告--数字信号的DFT计算.docx

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1、课程名称:数字信号处理实验项目名称工数字信号的DFT计算实验目的与要求：1、学习、感受和理解数字序列的离散傅里叶变换（DFT）的本质2、学习、感受和理解梳子序列的DFT、DFS和DTFT之间的关系实验内容：1、研究序列X(II)的DFT：在MAT1AB的editor窗口中建立一个1ab3_1.m文件，将下面语句拷贝其中，出现图3-1所示图形：c1c;c1eara11;X=0,1,2,3,4,5,6,7;N=1ength(x);p=0:N-1;m=0:N-I;fork=1:NX(k)=0;forn=1:NX(k)=X(k)+x(n)*exp(-j*2*piN).(n-1)*(k-1);enden

2、dforn=1:Nx1(n)-0;fork=1:Nx1(n)=x1(n)+X(k)*exp(j*2*piN).(n-1)*(k-1)/N;endendsubp1ot(2,2,1);stem(p,x);tit1e(,(a)x(n),);subp1ot(2,2,2);stem(,abs(x1);tit1e(,(b)IDFT结果x1(n),);subp1ot(2,2,3);stem(m,abs(X);tit1e(c)X(k)的幅度谱，)；subp1ot(2,2,4);stem(m,ang1e(X);tit1e(,(d)X(k)的相位谱，)；回答以下问题：1）利用Mat1ab帮助功能，对上述程序中的每

3、个语句进行注释，说明每个语句的功能；c1c;自清除c1eara11;%x=2,3,4,5,6;生创建序列X%获取X的长度NX=0,1,2,3,4,5,6,7;N=1ength(x);p=O:N-1;m=O:N-1;fork=1:N%此循环为计算X(k),为正变换X(k)=0;forn=1:NX(k)=X(k)+x(n)*exp(-j*2*piN).(n-1)*(k-1);endendforn=1:N含该循环为计算x(n),为反变换x1(n)=0;fork=1:Nx1(n)=x1(n)+X(k)*exp(j*2*piN).(n-1)*(k-1)/N;endendsubp1ot(2,2,1);st

4、em(p,x);tit1e(,(a)x(n);%将窗口分成2行2列，并在第一行第列进行绘制学绘制针状图，绘制X的图形%做标题subp1ot(2,2,2);stem(p,abs(x1);%将窗口分成2行2列，并在第一行第二列进行绘制茗绘制针状图，绘制反变换得到的X1的图形tit1e(,(b)DFT结果x1(n)D;%做标题subp1ot(2,2,3);stem(m,abs(X);%将窗口分成2行2列，并在第二行第列进行绘制%绘制针状图，绘制正变换得到的X(k)的幅度谱tit1e(c)X(k)的幅度谱，)；%做标题subp1ot(2,2,4);stem(mzang1e(X);%将窗口分成2行2列，

5、并在第二行第二列进行绘制%绘制针状图，绘制正变换得到的X(k)的相位谱tit1e(,(d)X(k)的相位谱，)；%做标题2)观察原序列x(n)和经离散傅立叶反变换(IDFT)后的序列x1(n)原序列x(n)和经过离散傅里叶反变换(IDFT)后的序列x1(n)是一样的。3)将序列x(n)=0,1,2,3A5,6J1x(n)=2,3,4,5,6,修改上述代码中的相应参数,观察实验结果。2、研究序列X(II)的DFT和DFS在MatIab的editor窗口中建立一个1ab3_2.m程序文件，将下面的语句拷贝其中，并运行，出现图3-2所示图形c1c;c1eara11;X=0,1,2,3,4,5,6,7

6、;N=1ength(x);p-O:N-I;m=O:4*N-1x_p=x(mod(m,N)+1);fork=1:4*NX_p(k)=0;forn=1:4*NX_p(k)=X_p(k)+x_p(n)*exp(-j*2*piN).(n-1)*(k-1);endendsubp1ot(2,2,1);stem(p,x);tit1e(,(a)主值序列X(n),)；subp1ot(2,2,2);stem(m,x_p);tit1e(b)周期序列信号x_p(n),);subp1ot(2,2,3);stem(m,abs(X_p);tit1e(c)周期序列的幅度谱，subp1ot(2,2,4);stem(m,ang1

7、e(X_p);tit1e(,(d)周期序列的相位谱，)；图3-2回答下面问题：1)利用Mat1ab帮助功能，对上述程序中的每个语句进行注释，说明每个语句的功能，以及语句中参数的含义；c1c;窃青除c1eara11;X=0,1,2,3,4,5,6,7;既创建主值序列N=1ength(x);生获取序列长度p-0:N-I;m=0:4*N-1图形金设置主值序列的长度当此长度为主值序列长度的4倍，可以做出4个周期的x_p=X(mod(m,N)+1);%进行模运算，转化为画一个周期的图形fork=1:4*N生进行离散傅里叶变换得到X_p(k)X_p(k)=O;forn=1:4*NX_p(k)=X_p(k)

8、+xendendp(n)*exp(-j*2*piN).(n-1)*(k-1);subp1ot(2,2,1);stem(,x);tit1e(,(a)主值序列x(n)，);彩将窗口分成2*2个窗口，并在第一行第一列中作图命画针状图，做出主值序列的图形%做标题stem(m,x_p);%华针状图，做出离散傅里叶变换得到的X(k)的图杉tit1e(,(b)周期序列信号x_p(n);3做标题subp1ot(2,2,3);%将窗口分成2*2个窗口，并在第二行第列中作图stem(m,abs(X-p);%画针状图，做出离散傅里叶变换得到的X(k)的幅度谱tit1ed(C)周期序列的幅度谱，)；告做标虺subp1

9、ot(2r2r4);巧将窗I分成2*2个窗口，并隹第二行第二列中作图stem(mzang1e(X_p);%画针状图，做出离散傅T叶变换得到的X(k)的相位谱tit1e(d)周期序列的相位谱);当做标电2)上述代码中，序列x(n)和序列x_p(n)有何关系？x_p(n)的图像为x(n)的图像经过周期平移得到的3)周期序列x_p(n)的DFT为X_p(k),其幅度谱与其主值序列x(n)的DFT变换式X(k)的幅度谱相比，有何差异？相位谱呢？X_p(k)幅度谱和相位谱都是以X(k)为主值序列经过周期平移得到的周期函数3、研究序列X(II)的DFT和DTFT在MaHab的edit。!窗口中建立一个1a

10、b3_3.m程序文件，将下面的语句拷贝其中，并运行，出现图33所示图形；c1c;c1eara11;X=0,1,2,3,4,5,6,N=1ength(x);p=0:N-I;w=Iinspace(-2*pi,2*pi,500);fori=1500X(i)=0;forn=1:NX(i)=X(i)+x(n)*exp(-j*(n-1)*w(i);endendsubp1ot(3,1,1);stem(p,x);tit1e(,(a),);x1abe1(,n,);y1abe1序列x(n);subp1ot(3,1,2);p1ot(w,abs(X);tit1e(,(b),);x1abe1(,w,);y1abe1幅度

11、谱，)；subp1ot(3,1,3);p1ot(w,ang1e(X);tit1e(,(c),);x1abe1(,w,);y1abe1相位谱，)；图3-3回答以下问题：1）比较图31和图33中的幅度谱与相位谱，说出其有何差异？3-1为离散图形，3-3为连续图形2）试分析造成以上差异的原因。DFS为周期序列的傅里叶级数对一一离散傅里叶级数对，得到的是离散的图形DTFT为非周期序列的傅里叶变换对，得到的是连续的图形3、打开文件1ab3_3.m完成以下内容1)就通过在序列末尾补零的方式，将序列长度由8变为100,同时修改文件1ab3_3.m中的对应参数，绘出序列长度为100的新序列的幅度谱及相位谱；c

12、1c;c1eara11;x=0,1,2,3,4,5,6,7,zeros(1,92);N=1ength(x);p=0:N-1;W=Iinspace(-2*pi,2*pi,500);for1=1:500X(i)=0;forn=1:NX(i)=X(i)+x(n)*exp(-j*(n-1)*w(i);endendsubp1ot(3,1,1);stem(p,x);tit1e(,(a);x1abe1(n,)；y1abe1(序列X(n),);subp1ot(3,1,2);p1ot(w,abs(X);tit1e(,(b);x1abe1(w);y1abe1幅度谱，)；subp1ot(3,1,3);p1ot(w,ang1e(X);tit1e(,(c),);x1abe1(w,);y1abe1相位谱，)；QFigure1文件(E)编辑包(Y)插入工具CD桌面Q)W(W)帮助(H)D它Ui公久已至I七百匕E2)将新序列的幅度谱与相位谱分别和图3-1、图3-3中的幅度谱、相位谱相比较,说明其差别，并分析造成此差别的原因。深圳大学学生实验报告用纸实验结论:指导教师批阅意见：成绩评定：指导教师签字：年月日备注：注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。