数字信号处理实验教程

本书是《数字信号处理》一书的配套实验教材。本教程根据课程内容和学生们普遍反映的重点难点问题，配合主教材各章的教学内容，利用MATLAB程序语言编写相应的仿真实验。内容主要包括：常用数字信号的产生与运算、离散序列的卷积运算、抽样定理的验证、采用z变换分析信号、频域特性分析、有限长序列的离散傅里叶变换、FFT及其应用、IIR滤波器的设计、FIR滤波器的设计、有限字长效应、多抽样率信号处理基础等。同时，结合具体应用，设计了综合性、设计型实验。

唐向宏，工学博士，教授。现任杭州电子科技大学通信工程学院执行院长。主要从事图像处理与传输、小波理论及应用、通信与信息系统、信息安全等领域的研究。先后主持和参与由国家、省、部级科研项目10余项。

实验1MATLAB入门与离散时间信号的产生
1.1实验目的
1.2实验原理
1.2.1MATLAB基本操作
1.2.2常用的离散时间信号
1.2.3序列的运算
1.3预习与参考
1.3.1相关MATLAB函数
1.3.2MATLAB实现
1.3.3应用实例
1.4实验内容
1.5实验要求
实验2离散序列的卷积运算
2.1实验目的
2.2实验原理
2.3预习与参考
2.3.1相关MATLAB函数
2.3.2MATLAB实现
2.3.3应用实例
2.4实验内容
2.5实验要求
实验3连续时间信号的抽样与重建
3.1实验目的
3.2实验原理
3.2.1连续信号抽样
3.2.2连续信号的重构
3.3预习与参考
3.3.1相关MATLAB函数
3.3.2MATLAB实现
3.3.3应用实例
3.4实验内容
3.5实验要求
实验4用Z变换分析系统特性
4.1实验目的
4.2实验原理
4.2.1Z变换和Z逆变换
4.2.2离散系统的系统函数与系统特性
4.3预习与参考
4.3.1相关MATLAB函数
4.3.2MATLAB实现
4.3.3应用实例
4.4实验内容
4.5实验要求
实验5LTI系统对信号的响应分析
5.1实验目的
5.2实验原理
5.2.1LTI系统对任意信号的系统响应
5.2.2离散系统的滤波特性
5.2.3LTI差分方程描述及系统响应
5.3预习与参考
5.3.1MATLAB对LTI系统的描述
5.3.2相关MATLAB函数
5.3.3MATLAB实现
5.3.4应用实例
5.4实验内容
5.5实验要求
实验6DFT及信号的频谱分析
6.1实验目的
6.2实验原理
6.2.1非周期序列傅里叶变换
6.2.2周期序列的离散傅里叶级数
6.2.3有限长序列的离散傅里叶变换（DFT）
6.2.4利用DFT对连续时间信号的频谱分析
6.3预习与参考
6.3.1相关的MATLAB函数
6.3.2MATLAB实现
6.4实验内容
6.5实验要求
实验7序列圆周卷积与线性相关运算
7.1实验目的
7.2实验原理
7.2.1周期卷积和运算
7.2.2序列线性相关运算
7.3预习与参考
7.3.1相关MATLAB函数
7.3.2MATLAB实现
7.4实验内容
7.5实验要求
实验8快速傅里叶变换（FFT）
8.1实验目的
8.2实验原理
8.2.1时域抽取法FFT（DIT-FFT）算法原理
8.2.2频率抽取法FFT（DIF-FFT）算法原理
8.2.3FFT算法的特点
8.2.4离散傅里叶逆变换（IDFT）的快速算法
8.3预习与参考
8.3.1相关的MATLAB函数
8.3.2MATLAB实现
8.3.3应用实例
8.4实验内容
8.5实验要求
实验9线性卷积的快速计算
9.1实验目的
9.2实验原理
9.2.1重叠相加法
9.2.2重叠保留法
9.3预习与参考
9.3.1相关的MATLAB函数
9.3.2MATLAB实现
9.3.3应用实例
9.4实验内容
9.5实验要求
实验10LTI系统结构设计
10.1实验目的
10.2实验原理
10.2.1无限长单位冲激响应（IIR）数字滤波器的基本结构
10.2.2有限长单位冲激响应（FIR）数字滤波器的基本结构
10.2.3数字滤波器的格型结构
10.3预习与参考
10.3.1相关MATLAB函数
10.3.2MATLAB实现
10.3.3应用实例
10.4实验内容
10.5实验要求
实验11IIR数字滤波器设计——模拟滤波器的数字化
11.1实验目的
11.2实验原理
11.2.1冲激响应不变法
11.2.2双线性变换法
11.3预习与参考
11.3.1相关MATLAB函数
11.3.2MATLAB实现
11.3.3应用实例
11.4实验内容
11.5实验要求
实验12IIR数字滤波器设计——频率变换法
12.1实验目的
12.2实验原理
12.2.1模拟域频率变换法设计IIR数字滤波器
12.2.2数字域频率变换法设计IIR数字滤波器
12.3预习与参考
12.3.1相关MATLAB函数
12.3.2MATLAB实现
12.3.3应用实例
12.4实验内容
12.5实验要求
实验13FIR数字滤波器设计——窗函数法
13.1实验目的
13.2实验原理
13.2.1线性相位FIR数字滤波器的特点
13.2.2窗函数设计法
13.3预习与参考
13.3.1相关MATLAB数
13.3.2MATLAB实现
13.3.3应用实例
13.4实验内容
13.5实验要求
实验14FIR数字滤波器设计——顶率抽样法
14.1实验目的
14.2实验原理
14.2.1设计原理
14.2.2线性相位的约束
14.2.3频率抽样法的设计步骤
14.3预习与参考
14.3.1相关MATLAB函数
14.3.2MATLAB实现
14.3.3应用实例
14.4实验内容
14.5实验要求
实验15多抽样率信号处理
15.1实验目的
15.2实验原理
15.2.1抽取
15.2.2内插
15.2.3有理数倍抽样率转换
15.3预习与参考
15.3.1相关MATLAB／N数
15.3.2MATLAB实现
15.3.3应用实例
15.4实验内容
15.5实验要求
实验16有限字长效应
16.1实验目的
16.2实验原理
16.2.1A／D转换的量化效应
16.2.2滤波器的有限字长效应
16.2.3FFT计算中的有限字长效应
16.3预习与参考
16.3.1MATLAB实现
16.3.2应用实例
16.4实验内容
16.5实验要求
实验17带噪语音／图像信号分析与处理
17.1实验目的
17.2实验原理
17.3预习与参考
17.3.1相关MATLB函数
17.3.2MATLAB实现
17.4实验内容
17.5实验要求
实验18FFT在信号频分复用中的应用
18.1实验目的
18.2实验原理
18.3预习与参考
18.4实验内容
18.5实验要求
实验19多抽样率FDMA系统设计
19.1实验目的
19.2实验原理
19.3预习与参考
19.4实验内容
19.5实验要求
参考文献