实验教学大纲

2020-03-03 17:48:36 来源：范文大全收藏下载本文

第二部分实验教学大纲

一、本课程实验总体介绍

1、本课程实验的教学要求（按要求学生掌握、理解、了解三个层次阐述）：

通过本课程的实验，要求学生深入掌握对数字信号处理的基本分析方法：MATLAB基本函数操作；掌握离散信号与系统的时域表达式、系统方程描述、LTI性质、卷积和运算；深刻理解离散信号与系统的变换域分析方法：包括信号的DTFT、DFT、ZT的计算、性质、零－极点图、方框图等；掌握离散系统频率响应概念；理解连续信号的数字处理过程和频域概念；掌握数字滤波器的常用结构形式（IIR直接型、串联型、并联型、FIR直接型、串联型）；熟练掌握数字滤波器（主要是低通）的双线性变换法（IIR）和窗函数法（FIR）两种设计方法，理解数字滤波器参数（通带、阻带、通带起伏、阻带衰减、阶数等）的物理概念；了解FFT算法思想，和旋转因子的周期性。

2、本课程实验内容简介（50字左右）：

本课程实验包含4个实验项目、单套实验设备包括：硬件有DSP实验板、PC机；软件有PC机端实验软件MATLAB、DSP仿真软件CCS。

3、本课程适用专业：

通信、电子信息类及相关专业。

4、考核方式：

提交实验报告，参加上机考试。

5、总学时数：

实验项目共安排8学时。

6、教材名称及教材性质（自编、统编、临时）：

Sanjit K.Mitra, Digital Signal Proceing—A Computer Based Approch 3e, 清华大学出版社，2006

7、参考资料：

（1）梁虹等，信号与系统分析及MATLAB实现，电子工业出版社，2002年2月

（2） Sanjit K.Mitra著，孙洪，于翔宇等译，数字信号处理实验指导书（MATLAB版），电子工业出版社，2005年1月（3）杨小牛等，软件无线电原理与应用，电子工业出版社，2001年1月（4）曹志刚等，通信原理，清华大学出版社，1993年7月

二、包含实验项目信息实验项目1 1．实验项目名称：多种离散时间信号的产生 2．实验项目的目的和任务：

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。 3．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）。 4．项目需用仪器设备名称：

PC机，PC机端MATLAB软件 5．所需主要元器件及耗材：

DSP实验板 6．学时数：

2学时实验项目2 1.实验项目名称： FFT的实现

2.实验项目的目的和任务：

离散傅氏变换（DFT）的目的是把信号由时域变换到频域，从而可以在频域分析处理信息，得到的结果再由逆DFT变换到时域。FFT是DFT的一种快速算法。在数字信号处理系统中，FFT作为一个非常重要的工具经常使用，甚至成为DSP运算能力的一个考核因素。

本实验通过直接计算DFT，利用FFT算法思想计算DFT，以及使用MATLAB函数中的FFT命令计算离散时间信号的频谱，以加深对离散信号的DFT变换及FFT算法的理解。 3.实验内容：

a) 计算实数序列x(n)cos5n,0n256的256点DFT。 16b) 计算周期为1kHz的方波序列（占空比为50％，幅度取为＋/-512，采样频率为25kHz，取256点长度） 256点DFT。

（1）先利用DFT定义式，编程直接计算2个要求序列的DFT值。（2）利用MATLAB中提供的FFT函数，计算2个要求序列的DFT值。（3） (拓展要求)不改变序列的点数，仅改变DFT计算点数（如变为计算1024点DFT值），观察画出来的频谱与前面频谱的差别，并解释这种差别。通过这一步骤的分析，理解频谱分辨力的概念，解释如何提高频谱分辨力。

（4）利用FFT的基本思想（基2－DIT或基2－DIF），自己编写FFT计算函数，并用该函数计算要求序列的DFT值。并对前面3个结果进行对比。

（5） (拓展要求)尝试对其他快速傅立叶变换算法（如Goertzel算法）进行MATLAB编程实现，并用它来计算要求的序列的DFT值。并与前面的结果进行对比。

（6）（拓展要求）在提供的DSP实验板上演示要求的2种序列的FFT算法（基2－DIT），用示波器观察实际计算出来的频谱结果，并与理论结果对比。

4.项目需用仪器设备名称：

PC机，PC机端MATLAB软件 5.所需主要元器件及耗材：

DSP实验板