Báo cáo 1 TN XLSTH

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ------BÁO CÁO THÍ NGHIỆM XỬ LÝ SỐ TÍN HIỆU BÀI 1: GIỚI THIỆU MATLAB CƠ BẢN... Viết một file-M thực

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

 - -BÁO CÁO THÍ NGHIỆM XỬ LÝ SỐ TÍN HIỆU

BÀI 1: GIỚI THIỆU MATLAB CƠ BẢN

THỰC HÀNH 1 Viết file-M thực hiện đoạn chương trình sau

- Code Matlab:

- Kết quả mô phỏng:

clc;

clear all;

x = 0:pi/20:2*pi; % define vector x from 0 to 2pi with step size pi/100

y = sin(x); % define vector y

subplot(1,2,1); %create a graph with 2 subgraphs in 1 row 2 columns % and with subplot position 1

plot(x,y,'r-'); % plot x versus y

axis ([0 2*pi -1 1]);

xlabel ('x (pi)');

ylabel ('y=sinx');

title ('Graph of continuous sine from 0 to 2pi');

subplot(1,2,2);

stem(x,y,'g-');

axis([0 2*pi -1 1]);

xlabel ('x (pi)');

ylabel ('y=sinx');

title ('Graph of discrete sine from 0 to 2pi');

HÀNH 2.

Viết một

file-M

thực hiện

chương

trình sau.

- Code

Matlab:

- Kết quả

mô phỏng:

clc;

close all;

xn = [1, 2, 3, 4, 5, 6];

L = length(xn); %find the length of the sequence

Xk = zeros(1,L); %initialize an array of same size as that of input sequence

%DFT of the sequence

for k = 0:L-1

for n = 0:L-1

Xk(k+1) = Xk(k+1) + xn(n+1)*exp(-1j*2*pi*k*n/L);

end

end

% Using FFT Matlab

Xk_2 = fft(xn,L);

%Plotting input sequence

t=0:L-1;

subplot(1,3,1);

stem(t,xn);

ylabel ('Amplitude');

xlabel ('Time Index');

title('Input Sequence');

t=0:L-1;

% Find the magnitudes of individual DFT points

Xk_magnitude = abs(Xk);

Xk_2_magnitude = abs(Xk_2);

% plot the magnitude response

subplot(1,3,2);

stem(t,Xk_magnitude,'bo-'); hold on;

stem(t,Xk_2_magnitude,'r* '); hold on;

ylabel ('Amplitude');

xlabel ('K');

title('Magnitude Response');

% Find the phases of individual DFT points

Xk_phase = angle(Xk);

Xk_2_phase = angle(Xk_2);

% plot the magnitude sequence

subplot(1,3,3);

stem(t,Xk_phase,'bo-'); hold on;

stem(t,Xk_2_phase,'r* '); hold on;

ylabel ('Phase');

xlabel ('K');

title ('Phase Response');

legend('Computing', 'fft Matlab');

THỰC HÀNH 3 Viết chương trình thwujc hiện biến đổi IDFT của chuỗi X(k) = [10, -2+2i, -2, -2-2i] theo 2 cách.

- Code Matlab:

- Kết quả

mô phỏng:

clc;

close all;

xk = [10,-2+2j,-2,-2-2j];

L = length(xk); %find the length of the sequence

Xn = zeros(1,L); %initialize an array of same size as that of input sequence

%IDFT of the sequence

for n = 0:L-1

for k = 0:L-1

Xn(n+1) = Xn(n+1) + (1/L)*xk(k+1)*exp(1j*2*pi*k*n/L);

end

end

% Using IDFT Matlab

Xn_2 = ifft(xk,L);

stem(0:L-1,Xn,'b-');

hold on;

stem(0:L-1,Xn_2,'r* ');

THỰC HÀNH 4 Viết một file-M tìm ngõ ra y(n) của hệ thống nhân quả với ngõ vào x(n) = [1,3,5,3,6,3] và đáp ứng xung h(n) = [1,4,7,2,8] theo 2 cách.

- Code Matlab:

clc;

clear all;

xn = [1,3,5,3,6,3];

hn = [1,4,7,2,8];

% tinh tich chap

Lx = length(xn);

N = length(hn);

M = N - 1;

Ly = Lx + M;

yn = zeros(1, Ly);

for n = 0 : Ly-1

for m = max(0,n-Lx + 1):min(n,M) yn(n+1) = yn(n+1) + hn(m+1) * xn(n-m+1);

end end

fprintf('yn = ');

disp(yn);

% dung ham conv

yn_2 = conv(xn,hn);

fprintf('\n yn_2 =');

disp(yn_2);

stem(0:Ly-1,yn,'b-');

hold on;

stem(0:Ly-1,yn_2,'r* ');

- Kết quả mô phỏng:

THỰC HÀNH 5 Viết một file-M vẽ đáp ứng tần số của hệ thống có hàm truyền trên theo 2 cách.

- Code Matlab:

clc;

clear all;

w = 0:pi/10:pi;

% tinh toan dap ung tan so

H = (5 + 2*exp(-1j*w))./(1-0.8*exp(-1j*w));

H_manitude = abs(H);

H_phase = angle(H);

subplot(2,2,1);

semilogy(w,H_manitude,'r-');

grid on;

title('Amplitude tinh toan');

xlabel('w (pi)');

subplot(2,2,2);

plot(w,H_phase,'b-');

grid on;

title('Phase tinh toan');

xlabel('w (pi)');

% su dung ham matlab

a = [1,-0.8];

b = [5,2];

[H_matlab,w] = freqz(b,a);

H_matlab_mantitude = abs(H_matlab);

H_matlab_phase = angle(H_matlab);

subplot(2,2,3);

semilogy(w,H_matlab_mantitude,'r-');

grid on;

xlabel('w (pi)');

title('Amplitude ham matlab');

subplot(2,2,4);

plot(w,H_matlab_phase,'b-');

grid on;

xlabel('w (pi)');

title('Phase ham matlab');

- Kết quả mô phỏng:

THỰC HÀNH 6_1 Viết chương trình Matlab thực hiện yêu cầu sau:

Tạo 5 chu kỳ mẫu tín hiệu s1= cos 2 ( π f t1 ) với f1= 400 Hz, tần số lẫy mẫu 8000 Hz

- Code matlab:

clc;

clear all;

% Signal Genergating

Fs = 8e3; % Sampling frequency 8 kHz

Ts = 1/Fs; % Sampling period

F_xt = 400; % Frequency of signal 300 Hz

T_xt = 1/F_xt;

t = 0 : Ts : 5*T_xt;

xn = cos(2 * pi * F_xt * t);

N = length(xn); % DFT length = signal length

Xk = fft(xn, N); % DFT of signal

Xk_Man = abs(Xk);

Xk_Pha = angle(Xk);

%% Signal plot

figure(1);

subplot(1,2,1);

hold on;

plot(t, xn);

xlabel('Time (sec)');

ylabel('Amplitude');

subplot(1,2,2);

hold on;

plot(0:N-1, xn);

xlabel('Sampling index - n');

ylabel('Amplitude');

%% Spectrum plot

figure(2);

subplot(1,2,1);

stem((0:N/2-1)*Fs/N, Xk_Man(1:N) / N);

xlabel('Frequency (Hz)');

ylabel('Amplitude');

subplot(1,2,2);

plot((0:N-1)*Fs/N, Xk_Pha(1:N) );

xlabel('Frequency (Hz)');

ylabel('Phase');

- Kết quả mô phỏng:

THỰC HÀNH 6_2 Tạo mẫu tín hiệu

3

0 elsewhere

= 

chu kỳ T.

- Code Matlab:

clc;

clear all;

Fs = 20;

Ts = 1/Fs;

T = 1;

t = 0 : Ts : T-Ts;

xn = [0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0];

L = length(xn);

Xk = fft(xn,L);

Xk_Man = abs(Xk);

Xk_Pha = angle(Xk);

%% Signal plot

figure(1)

subplot(1,2,1)

plot(t, xn);

xlabel('Time (sec)');

ylabel('Amplitude');

subplot(1,2,2)

plot(0:L-1,xn);

xlabel('Sampling index - n');

ylabel('Amplitude');

%% Spectrum plot

figure(2)

subplot(1,2,1)

stem((0:L-1)*Fs/L, Xk_Man(1:L) / L);

xlabel('Frequency (Hz)');

ylabel('Amplitude');

subplot(1,2,2)

stem((0:L-1)*Fs/L, Xk_Pha(1:L) );

xlabel('Frequency (Hz)');

ylabel('Phase');

- Kết quả mô phỏng:

THỰC HÀNH 6_3 Tạo tín hiệu sinc s4 = sinc 2 ( π f t4( − 0.5 ) )

với f4 = 40 Hz, 0 ≤ < t 1 (s)

và được lấy mẫu ở tần số 500 Hz.

- Code Matlab:

clc;

clear all;

Fs = 500;

Ts = 1/Fs;

F = 40;

T_sim = 1;

t = 0:Ts:1-Ts;

xn = sinc(2 * pi * F * (t-0.5));

N = length(xn);

Xk = fft(xn, N);

Xk_Man = abs(Xk);

Xk_Pha = angle(Xk);

%% Signal plot

figure(1)

subplot(2,1,1)

plot(t, xn);

grid on;

xlabel('Time (sec)');

ylabel('Amplitude');

title('Truoc khi lay mau ');

subplot(2,1,2)

plot(0:N-1, xn,'r-');

grid on;

xlabel('Sampling index - n');

ylabel('Amplitude');

title('Sau khi lay mau');

%% Spectrum plot

figure(2)

subplot(2,1,1)

stem((0:N-1)*Fs/N, Xk_Man(1:N) / N);

xlabel('Frequency (Hz)');

ylabel('Amplitude');

title('Bien do');

subplot(2,1,2)

stem((0:N-1)*Fs/N, Xk_Pha(1:N));

xlabel('Frequency (Hz)');

ylabel('Phase');

title('Pha');

- Kết quả mô phỏng:

THỰC HÀNH 7 Thực hiện việc thiết kế bộ lọc FIR chắn dải với các thông số như trong ví

dụ 1 Lấy các hệ số của bộ và viết chương trình vẽ đáp ứng tần số của bộ lọc trên.

- Code Matlab:

- Kết quả

mô

phỏng:

h = bs2700.tf.num;

[H_matlab,w] = freqz(h);

H_matlab_manitude = abs(H_matlab);

H_matlab_phase = angle(H_matlab);

subplot(2,1,1);

semilogy(w,H_matlab_manitude,'r'); %plot

xlabel('w(pi)');

title('do thitheo semilogy');

subplot(2,1,2);

plot(w,H_matlab_manitude,'b-');

xlabel('w(pi)');

title('do thi plot');

THỰC HÀNH 8 Thực hiện việc thiết kế bộ lọc IIR chắn dải với các thông số như trong ví

dụ 2 Lấy các hệ số của bộ và viết chương trình vẽ đáp ứng tần số của bộ lọc trên.

- Code Matlab :

- Kết quả

mô

phỏng :

[z,p,k] = tf2zp(bs1750.tf.num, bs1750.tf.den);

sos = zp2sos(z,p,k);

[H_matlab,w] = freqz(sos);

H_matlab_mantitude = abs(H_matlab);

H_matlab_phase = angle(H_matlab);

subplot(2,1,1);

semilogy(w,H_matlab_mantitude,'r');

xlabel('w (pi)');

subplot(2,1,2);

plot(w,H_matlab_mantitude,'b-');

xlabel('w (pi)');

THỰC HÀNH 10 Thiết kế bộ lọc FIR chắn đa dải 1000-1500 và 2500-3000, có bậc 62, tần số lấy mẫu là 10 kHz Sau đó vẽ đáp ứng tần số của bộ lọc.

- Code Matlab:

- Kết quả

mô

phỏng :

clc;

clear all;

f = [0 0.18 0.2 0.3 0.32 0.48 0.5 0.6 0.62 1];

m = [1 1 0 0 1 1 0 0 1 1];

n = 62;

cof = remez(n-1,f,m);

% frequency response with 256 points

[h, w] = freqz(cof,1,256);

% plot magnitude of the filter

plot(f * 5000,m, 'g'); hold on;

plot(w/pi*5000,abs(h), 'r-.');

THỰC HÀNH 11 Thiết kế bộ lọc IIR chắn đa dải 1000-1500 và 2500-3000, có bậc 62, có tần số lấy mẫu là 10 kHz Sau đó vẽ đáp ứng tần số của bộ lọc.

- Code Matlab:

- Kết quả

mô

phỏng :

clc;

clear all;

f = [0 0.18 0.2 0.3 0.32 0.48 0.5 0.6 0.62 1];

m = [1 1 0 0 1 1 0 0 1 1];

n = 62;

[num, den] = yulewalk(n-1,f,m);

% frequency response with 256 points

[h w] = freqz(num,den,256);

% plot magnitude of the filter

plot(f * 5000,m, 'g');

hold on;

plot(w/pi*5000,abs(h), 'r-.');