发布时间 : 星期一 文章电子科大通信学院DSP数字信号处理实验报告 - 图文更新完毕开始阅读
根据CCITT的建议，国际上采用的多种频率为697Hz、770Hz、852Hz、941Hz、1209Hz、1336Hz、1477Hz和1633Hz等8种。用这8种频率可形成16种不同的组合，从而代表16种不同的数字或功能键，具体组合见表1-1。
表1-1 双音多频的组合功能
高频群Hz 功能 低频群Hz 1209 1 4 7 * 1336 2 5 8 0 1477 3 6 9 # 1633 A B C D 697 770 852 941
因此，DTMF信号可以看作两个有限长度的正弦序列相加，正弦信号的频率由
按键数字或字母符号对应的频率决定。如，数字“8”由行频852Hz和列频1336Hz决定。
四、实验目的：
1、 掌握几种基本的离散时间信号（包括单位采样序列，单位阶跃序列，单频正弦序列，单频复指数序列，实指数序列等）。
2、 能够熟练利用MATLAB产生这些基本的离散时间信号。
3、 理解双音多频DTMF信号、ASK、FSK、BPSK等信号的产生原理。 4、 学习并运用MATLAB产生各种通信中的调制信号及双音多频信号。
五、实验内容：
1、对几种基本离散时间信号（包括单位采样序列，单位阶跃序列，正弦序列，复指数序列，实指数序列等）在MATLAB中编程产生。
2、（拓展要求）利用MATLAB编程产生2ASK，2FSK，2PSK等数字调制信
号。
3、（拓展要求）利用MATLAB编程产生理解双音多频DTFM信号。 4、（拓展要求）利用MATLAB编程产生高斯白噪声序列。
5、（拓展要求）利用MATLAB中的谱分析函数对正弦信号的频谱进行分析。 6、通过硬件（DSP）实验箱演示上述信号的时域（示波器）波形与频域波形
（计算结果）。
六、实验器材（设备、元器件）：
安装MATLAB软件的PC机一台，DSP实验演示系统一套。
七、实验步骤：
1、在?20?n?20内，画出单位下列信号：
(a).单位采样序列x1[n]??[n]和单位阶跃序列x2[n]?u[n]的时域波形图。
(b).y1[n]?x1[n?5]、y2[n]?x2[n?8]的波形。说明x1[n]与y1[n]、x2[n]与y2[n]之间的关系。
2、画出下列信号在0?n?100内的波形。
??n?x3[n]?sin???16??n?x4[n]?sin???2???n??3?n?x5[n]?cos???cos??128????
观察x3[n]、x4[n]、x5[n]是否周期信号。如果是周期信号，信号的基波周期是什么？如果不是周期信号，说明原因。
3、在0?n?30内，画出下列信号：
x6[n]?0.2(0.8)nx7[n]?e??1/12?j?/6?n
对于复数序列，要求分别画出实部和虚部；幅值和相角。若把x6[n]中的底数0.8分别改为1.2、-0.8，讨论产生的时域波形有何变化。总结指数序列的底数对序列变化的影响。
4、（拓展要求）设计产生数字二进制序列：1 0 1 0 1 0 的2ASK、2FSK、2PSK调制信号。已知符号速率Fd＝10Hz（即时间间隔Ts为0.1），输出信号的采样频率为20Hz。
(a).2ASK信号的载波频率Fc＝5Hz，
(b).2FSK信号载波1频率F1＝5Hz，载波2频率F2＝1Hz。 (c).2PSK载波频率Fc＝1Hz。
分别画出以上信号调制前后的时域波形图。
5、（拓展要求）利用MATLAB产生DTMF双音多频信号。画出数字“0”的时域波形图。
6、（拓展要求）MATLAB函数randn(1,N)可以产生均值为0，方差为1的高斯随机序列，也就是白噪声序列。试利用randn函数产生均值为0.15，方差为0.1的高斯白噪声序列x8[n]，要求序列时域范围为0?n?100。画出时域波形图。同时将实验步骤2中产生的信号x2[n]与x8[n]相加，将得到的波形与x2[n]的波形做比较。
7、（拓展要求）利用MATLAB中的谱分析函数画出x3[n]、x4[n]、x5[n]的频谱。与理论上根据傅立叶变换的定义计算出的x3[n]、x4[n]、x5[n]的频谱进行比较。
8、通过硬件（DSP）实验箱演示上述信号的时域（示波器）波形与频域波形（计算结果）。
八、实验数据及结果分析：
程序：
（1）产生x1[n]、x2[n]、y1[n]、y2[n]、x3[n]、x4[n]、x5[n]、x6[n]、x7[n]序列的程序
1产生x1[n]、x2[n]、y1[n]、y2[n]序列的程序 k=1;
for n1=-20:20 if n1==0; x1(k)=1; else
x1(k)=0; end k=k+1; end
subplot(2,2,1),stem(-20:20,x1);title('x1(n)'); k=1;
for n1=-20:20 if n1>=0; x2(k)=1; else x2(k)=0; end k=k+1; end
subplot(2,2,2),stem(-20:20,x2);title('x2(n)'); for k=1:41; if k<=36 y1(k)=x1(k+5); else y1(k)=0; end end
subplot(2,2,3),stem(-20:20,y1);title('y1(n)'); for k=1:41; if k>=28
y2(k)=x2(k-8); else y2(k)=0; end; end;
subplot(2,2,4),stem(-20:20,y2);title('y2(n)');
2产生x3[n]、x4[n]、x5[n]、x6[n]、x7[n]序列的程序 N=0:100
x3=sin(pi.*N/16); x4=sin(N/2);
x5=cos(pi.*N/12)+cos(pi.*N*3/8); figure(1),
subplot(2,2,1),stem(N,x3);title('x3(n)') subplot(2,2,2),stem(N,x4);title('x4(n)') subplot(2,2,3),stem(N,x5);title('x5(n)') N=0:30;
x6=0.2*(0.8).^N;
x7=exp((-1/12+j*pi/6).*N);
subplot(2,2,4),stem(N,x6);title('x6(n)') figure(2),
subplot(2,2,1),stem(N,real(x7));title('real{x7(n)}'); subplot(2,2,2),stem(N,imag(x7));title('imag{x7(n)}'); subplot(2,2,3),stem(N,abs(x7));title('Magnitude {x7(n)}'); subplot(2,2,4),stem(N,angle(x7));title('angle {x7(n)}');