\"本書是《數字信號處理》（程乾生，2010）一書的配套實驗教材，配合該書各章的教學，安排了相應的基礎實驗，另外，安排了課外開放實驗以拓展知識面。內容包括： 離散信號的產生、DFS、DTFT、DFT、FFT、采樣定理、線性卷積、循環卷積、繫統分析、希爾伯特變換、數字濾波器的設計及實現、線性相關、循環相關、時頻分析、自適應濾波、小波變換、希爾伯特黃變換、功率譜分析和經驗模態分解等內容。本書所有基礎實驗和開放實驗均配有MATLAB程序，該程序及數據可登錄清華大學出版社網站（http://www.wqbook.com）免費下載，具有較強的可操作性和可移植性。 本書可供理工科各專業高年級本科生學習和掌握數字信號處理的理論與實踐技術，同時也可作為研究生和工程技術人員學習數字信號處理的參考書。\"

\"本書是《數字信號處理》（程乾生，2010）一書的配套實驗教材，配合該書各章的教學，安排了相應的基礎實驗，另外，安排了課外開放實驗以拓展知識面。內容包括： 離散信號的產生、DFS、DTFT、DFT、FFT、采樣定理、線性卷積、循環卷積、繫統分析、希爾伯特變換、數字濾波器的設計及實現、線性相關、循環相關、時頻分析、自適應濾波、小波變換、希爾伯特黃變換、功率譜分析和經驗模態分解等內容。本書所有基礎實驗和開放實驗均配有MATLAB程序，該程序及數據可登錄清華大學出版社網站（http://www.wqbook.com）免費下載，具有較強的可操作性和可移植性。 本書可供理工科各專業高年級本科生學習和掌握數字信號處理的理論與實踐技術，同時也可作為研究生和工程技術人員學習數字信號處理的參考書。\"

武曄，於2006年畢業於中科院地質與地球物理研究所，並獲得固體地球物理學專業碩士學位，之後一直在防災科技學院任教，主要從事地球物理數據處理、正演模擬方面的研究工作。

**部分基 礎 實 驗
實驗一時域離散信號的產生及運算

一、 實驗目的

二、 實驗原理

三、 實驗內容

四、 實驗預習

五、 實驗報告

六、 實驗參考

實驗二信號的合成與離散傅裡葉級數

一、 實驗目的

二、 實驗原理

三、 實驗內容

四、 實驗預習

五、 實驗報告

實驗三離散傅裡葉變換

一、 實驗目的

二、 實驗原理

三、 實驗內容

四、 實驗預習

五、 實驗報告

實驗四離散傅裡葉變換的性質

一、 實驗目的

二、 實驗原理

三、 實驗內容

四、 實驗預習

五、 實驗報告

實驗五時域采樣與信號重構

一、 實驗目的

二、 實驗原理

三、 實驗內容

四、 實驗預習

五、 實驗報告

實驗六重采樣定理

一、 實驗目的

二、 實驗原理

三、 實驗內容

四、 實驗預習

五、 實驗報告

六、 實驗思考

實驗七信號的線性卷積

一、 實驗目的

二、 實驗原理

三、 實驗內容

四、 實驗預習

五、 實驗報告

實驗八離散繫統的衝激響應和階躍響應

一、 實驗目的

二、 實驗原理

三、 實驗內容

四、 實驗預習

五、 實驗報告

實驗九離散繫統的零極點分析

一、 實驗目的

二、 實驗原理

三、 實驗內容

四、 實驗預習

五、 實驗報告

六、 實驗參考

實驗十離散信號的希爾伯特變換

一、 實驗目的

二、 實驗原理

三、 實驗內容

四、 實驗預習

五、 實驗報告

實驗十一快速傅裡葉變換及其應用

一、 實驗目的

二、 實驗原理

三、 實驗內容

四、 實驗預習

五、 實驗報告

六、 實驗思考

實驗十二循環卷積原理

一、 實驗目的

二、 實驗原理

三、 實驗內容

四、 實驗預習

五、 實驗報告

六、 實驗思考

實驗十三線性相關與循環相關

一、 實驗目的

二、 實驗原理

三、 實驗內容

四、 實驗預習

五、 實驗報告

六、 實驗思考

實驗十四模擬濾波器的設計

一、 實驗目的

二、 實驗原理

三、 實驗內容

四、 實驗報告

五、 實驗預習

實驗十五無限脈衝響應數字濾波器的設計

一、 實驗目的

二、 實驗原理

三、 實驗內容

四、 實驗預習

五、 實驗報告

實驗十六采用窗函數法設計FIR數字濾波器

一、 實驗目的

二、 實驗原理

三、 實驗內容

四、 實驗預習

五、 實驗報告

第二部分開 放 實 驗
實驗十七數字濾波器在地震數據處理中的應用

一、 實驗目的

二、 實驗原理

三、 實驗內容

四、 實驗預習

五、 實驗報告

實驗十八快速傅裡葉變換基本原理及應用

一、 實驗目的

二、 實驗原理

三、 采用FFT對薊縣臺2006年1月份形變數據進行分析

實驗十九時頻分析基本原理及MATLAB仿真

一、 實驗目的

二、 實驗原理

三、 采用理論數據對程序進行測試

實驗二十LMS自適應濾波器基本原理及MATLAB仿真

一、 實驗目的

二、 實驗原理

三、 通過構建理論信號對LMS自適應濾波進行檢驗

實驗二十一小波變換基本原理及應用

一、 實驗目的

二、 實驗原理

三、 采用小波變換對實測數據進行處理

實驗二十二希爾伯特黃變換基本原理及MATLAB仿真

一、 實驗目的

二、 實驗原理

三、 設計理論信號試算分析

參考文獻

實驗三離散傅裡葉變換 一、 實驗目的 (1) 加深對離散傅裡葉變換(discrete Fourier transform, DFT)和逆離散傅裡葉變換(inverse discrete Fourier transform, IDFT)的理解； (2) 比較有限長序列DFT和周期序列離散傅裡葉級數(discrete Fourier series, DFS)的關繫； (3) 熟練編寫MATLAB程序代碼實現DFT及IDFT的計算。
二、 實驗原理 1． 非周期連續信號的傅裡葉變換 設連續信號x(t),t∈(－∞,+∞)，在一定條件下，有式(31)和式(32)，稱X(F)為x(t)的傅裡葉變換，x(t)為X(F)的逆傅裡葉變換。
X(F)=∫∞－∞x(t)e－j2πftdt(31) x(t)=∫∞－∞X(F)ej2πftdF(32) 2． 非周期序列的離散時間傅裡葉變換 設離散時間非周期信號為x(n),－∞＜n＜∞,有式(33)和式(34)，稱X(ejω)為x(n)的離散時間傅裡葉變換（discrete time Fourier transform,DTFT），稱x(n)為X(ejω)的逆離散時間傅裡葉變換(inverse discrete time Fourier transform, IDTFT)。可見，該信號在時域是離散的，在頻域是連續的。
X(ejω)=DTFT［x(n)］=∑∞n=－∞x(n)e－jωn(33) x(n)=IDTFT［X(k)］=12π∫π－πX(ejω)ejωndω(34) 3． 有限長序列的DFT和IDFT 設有限長序列為x(n)，n=0,1,…,N-1,有式(35)和式(36)，稱X(k)為x(n)的離散傅裡葉變換，稱x(n)為X(k)的逆離散傅裡葉變換。可見，有限長序列在時域和頻域都是離散的。
X(k)=DFT［x(n)］=∑N－1n=0x(n)e－j2πNkn,k=0,1,2,…,N－1(35) x(n)=IDFT［X(k)］=1N∑N－1n=0X(k)ej2πNkn,n=0,1,2,…,N－1(36) 【例31】分別對序列x1=ejπ4n,x2=cosnπ4,x3=sinnπ4進行DFT，其中n=0~15。
程序如下： %Lab3_1.m close all N=16; n=0:N-1; k=0:N-1; x1=exp(j*pi*n/4); xk1=x1*exp(-j*2*pi*n'*k/N); xx1=(xk1*exp(j*2*pi*n'*k/N))/N; x2=cos(pi*n/4); xk2=x2*exp(-j*2*pi*n'*k/N); xx2=(xk2*exp(j*2*pi*n'*k/N))/N; x3=sin(pi*n/4); xk3=x3*exp(-j*2*pi*n'*k/N); xx3=(xk3*exp(j*2*pi*n'*k/N))/N; %% figure(1) subplot(211),stem(n,x1); xlabel('n'); ylabel('x1(n)'); xlim(［0 16］); mag1=abs(xk1)*2/N; subplot(212),stem(k,mag1); xlabel('k'); ylabel('mag1'); xlim(［0 16］); %% figure(2) subplot(211),stem(n,x2); xlabel('n'); ylabel('x2(n)'); xlim(［0 16］); mag2=abs(xk2)*2/N; subplot(212),stem(k,mag2); xlabel('k'); ylabel('mag2'); xlim(［0 16］); %% figure(3) subplot(211),stem(n,x3); xlabel('n'); ylabel('x3(n)'); xlim(［0 16］); mag3=abs(xk3)*2/N; subplot(212),stem(k,mag3); xlabel('k'); ylabel('mag3'); xlim(［0 16］); 程序運行結果如圖31~圖33所示。
圖31有限長序列x1=ejπ4n的DFT 圖32有限長序列x2=cosnπ4的DFT 【例32】對序列x1={0,1,2,3,4,5,3,2}進行DFT。
程序如下： %Lab3_2.m N=8; n=0:N-1;k=0:N-1; x1=［0，1，2，3，4，5，3，2］; xk1=x1*exp(-j*2*pi*n'*k/N); xx1=(xk1*exp(j*2*pi*n'*k/N))/N; xx1=real(xx1); mag1=abs(xk1); pha1=angle(xk1); subplot(221),stem(n,x1); ylabel('x1(n)','fontsize',16); subplot(222),stem(n,mag1); ylabel('mag1','fontsize',16); subplot(223),stem(n,xx1); xlabel('n','fontsize',16); ylabel('xx1(n)','fontsize',16); subplot(224),stem(n,angle(xk1)); xlabel('k','fontsize',16); ylabel('pha1','fontsize',16); 程序運行結果如圖34所示。