[A, B, C, D]=zp2ss(z,p,k); 4. 把模拟低通滤波器原型转换成模拟低通滤波器:
[At, Bt, Ct, Dt]=lp2lp(A, B, C, D, Wn); 5. 表达形式从状态方程形式转换成传递函数形式:
[num1 ,den 1]=ss2tf(At,Bt,Ct,Dt); 6. 采用冲激响应不变法将模拟滤波器转换成数字滤波器:
基于MATLAB的
信号分析与处理实验
Matlab程序举例1：产生时域信号
t=0:0.01:1;
x1=0.1*exp(-2*t);
%指数信号
x2=2*cos(2*pi*4*t); %余弦信号
x3=[ones(1,10) zeros(1,90) ones(1,10) zeros(1,90)];
%矩形信号
5、数字滤波器的设计与滤波
实验目的：掌握用Matlab设计IIR与FIR数字滤波器的 方法，及实现对信号的滤波。
实验指导：实验教材第二篇之实验三、实验四 实验内容：
(1) 各种IIR数字滤波器的设计（直接法、原型变换法）； (2) 窗口法和频率抽样法设计FIR数字滤波器； (3) 用设计结果和filter函数实现信号（mtlb）滤波； (4) 教材实验内容（P64之2、P72之5题） 。
用卷积定理 X1=fft(x1,32); X2=fft(x2,32); Y=X1.*X2; y2=real(ifft(Y)); subplot(2,1,1); stem(y1); subplot(2,1,2); stem(y2);
实验安排
1、信号的产生与运算； 2、连续与离散信号的频谱分析； 3、连续与离散系统分析、滤波； 4、信号处理程序设计；（设计性）
(3) 运用最小阶数N产生模拟滤波器原型，模拟低通滤波器的创建 函数有:buttap, cheb1ap, cheb2ap, ellipap等；
(4) 运用固有频率Wn把模拟低通滤波器原型转换成模拟低通、高 通、带通、带阻滤波器，可分别用函数lp2lp、lp2hp, lp2bp, lp2bs；
(5) 运用冲激响应不变法或双线性变换法把模拟滤波器转换成数字 滤波器，分别用函数impinvar和bilinear实现。
2、信号的频谱分析
实验目的：掌握用DFT分析离散与连续时间信号频谱， 以及窗函数的波形与频谱特点。
实验指导：实验教材第一篇之实验三、实验四、实验五 实验内容：
(1) 离散信号的DFT（FFT）变换与频谱图（P27）； (2) 分析5种窗函数的波形图与频谱图（不同窗宽）； (3) 连续时间信号的频谱分析（P33）； (4) 教材实验内容（P34）之4题。
附：用冲激响应不变法、双线性变换法
设计IIR数字滤波器的具体步骤
(1) 按一定规则将给出的数字滤波器的技术指标转换成模拟低通滤 波器的技术指标；
(2) 根据转换后的技术指标使用滤波器阶数选择函数，确定最小阶 数N和固有频率Wn,根据选用的模拟低通滤波器的类型可分别 用函数:buttord, cheb1ord, cheb2ord, ellipord等；
subplot(3,1,1); plot(x1); title(‘指数信号’);
subplot(3,1,2); plot(x2); title(‘余弦信号’);
subplot(3,1,3); plot(x3); title(‘矩形信号’);
Matlab程序举例2：计算卷积
直接计算 x1=[ones(1,5) zeros(1,27) ]; x2=[ones(1,10) zeros(1,22) ]; y1=conv(x1,x2);
6、wav音频信号的读写与处理
实验目的：掌握声音信号读写（wavread、wavwrite）、 去噪滤波、限带滤波及变采样。
实验指导：实验教材第三篇之实验五、实验七 实验内容：
(1) 通过help学习wavread、wavwrite的使用； (2) 实验七的实验内容1、2、3（P110）； (3) 教材实验内，存为wav文件）。
例：Chebyshev I型数字滤波器设计
通带截止频率wp,阻带截止频率ws， 通带最大衰减rp，阻带最小衰减rs. 假设各参数： wp=30*2 *pi；
ws=40*2* pi； Fs=100； rp=0.3； rs=80；
例1：Chebyshev I型数字滤波器设计
1. 选择阶数: [N, Wn]=cheb1ord(wp, ws, rp, rs, 's'); 2. 创建Chebyshev I型滤波器原型:[z,p,k]=cheb1ap(N,rp); 3. 表达形式从零极点增益形式转换成状态方程形式:
4、信号处理程序设计
实验目的：掌握用matlab基本语句实现信号处理的方 法，以及自定义函数的编制与调用。
实验指导：实验教材附录二、《数字信号处理教程》 实验内容：
(1) 根据定义公式编写程序实现序列卷积、相关运算； (2) 生成与DFT、fftshift同功能的自定义函数； (3) 由表达式生成5种窗信号，用自定义函数分析频谱； (4) 自己编程实现FFT（选做，参考教材P191）。
3、系统分析与滤波
实验目的：掌握在已知系统函数或微分（差分）方程时， 分析时域响应、频率响应、系统稳定性的方法。
实验指导：实验教材第二篇之实验一、实验二 实验内容：
(1) 连续、离散系统的时域响应与零极点分析； (2) 连续系统的频率响应特性（幅度、相位）； (3) 离散系统的频率响应特性（幅度、相位）； (4) 教材实验内容（P58）之4、5题（filter滤波）。
（卷积、相关、窗函数、DFT、FFT*） 5、数字滤波器的设计与滤波； 6、wav音频信号的读写与处理。
1、信号的产生与运算
实验目的：掌握用Matlab产生基本信号、绘制波形、实 现基本运算。
实验指导：实验教材第一篇之实验一 实验内容：
(1) 常用连续信号的产生与绘图； (2) 常用离散信号的产生与绘图； (3) 离散信号的基本运算（含卷积、相关）； (4) 教材实验内容（P12）之4、5题。（交程序及结果）