BÁO cáo THÍ NGHIỆM bài môn xử lí số tín hiệu viết file m thực hiện chương trình trên và lưu với tên bai1 NHOMx plotgraph m

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BÀI Mơn: Xử lí số tín hiệu GVDH :Huỳnh Văn Phận Nhóm Nguyễn Quang Huy Hồ Anh Khoa Nguyễn Hoàng Long - 1812400 1812643 1812899 Ngày thí nghiệm: 02/10/2021 Thực hành : Viết file-M thực chương trình lưu với tên Bai1_NHOMx_PlotGraph.m Yêu cầu : Ghi nhớ lệnh matlab chương trình Bài làm x = 0:pi/20:2*pi; % Define vector x from to 2pi with step size pi/100 y = sin(x); % Define vector y subplot(1,2,1); % Create a graph with two sub-graphs in row column and with subplot position plot(x,y,'b-'); % Plot x versus y axis([0 2*pi -1 1]); xlabel('x (pi)'); ylabel('y=sin(x)'); %Label of x-axis and y-axis title('Graph of Continuous Sine from to 2pi'); %Title of graph subplot(1,2,2);stem(x,y,'r-') %Plot p versus q with subplot position axis([0 2*pi -1 1]); xlabel('x (pi)'); ylabel('y=sin(x)'); %Label of p-axis and q-axis title('Graph of Discrete Sine from to 2pi'); %Title of graph Thực hành 2: Viết file-M thực chương trình lưu với tên Bai1_NHOMx_DFT.m ’ ’ Bài làm 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 %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'); MultibandFIR63.m X I multibandllR63 m Bai1_Nhom1_DFT_Khoa.m X + oiiName n iEỂ■ỈValue New Open Save EĐ a FILE ans Hb o :: Size _ T_ Ũ Find Go To [1,7,24,4 6, 1«89dou -r 1x10 1x89 NAVIGATE MATLAB Drive Đ BAITN1 Khoa 256x1cau9.m 256x com E1MultibandFIR63.m TN1_cau4.asv multibandllR63.m Đ □ Đ Đ □ phulud.asv phulud.m test.m 11 n Bookmark ble bs2 Polder 1x1 1x1 Current 7000 struct H cof 1x63dou 1x63 Name ble den 1x63dou 1x63 □ fflf baitapl asv ble [0,0.1000 1x10 ,0 baitapl m40 F_xt 1x1 □ EB FsBAITN1_Khoa_cau9.asv 500 1x1 aH h n ( ( ( < ( clc; close all; xn = [1, 2, 3, 4, 5, 6]; L = length(xn); %find the length of the sequence xk = zeros(lJL); %inỉtỉalize an array of same sỉze as that %*» E i %DFT of the sequence ? > Run step stop for k = 0:L-1 for n = 0:L-1 n _ 's Run and Advance 10 Xk(k+1) = Xk(k+1) Ractor Run + xn(n+l)*exp(-lj*2*pỉ*k*n/L); -• = - Section 'Ềs Run t0 End 11 end CODE SECTION 12 end 13 14 16 17 % Using FFT Matlab xk_2 = fft(xn,L); %Plotting ỉnput sequence t=0:L-l; subplot(l,3,l); 18 19 stem(tixn); ylabel ('Amplitude'); 20 21 xlabel ('Time Index'); tỉtle('Input Sequence'); 22 23 24 25 26 t=0:L-l; % Fỉnd the magnỉtudes of individual DFT points xk_magnitude = abs(xk); Xk_2_magnỉtude = abs(xk_2); % plot the magnỉtude response 15 Command Window o ■ RUN ▼ Figure ■ Figure ❖ Thực hành 3: Viết chương trình thực biến đổi IDFT chuỗi X (k ) = [10, -2 + 2i, -2, -2 - 2i] theo cách Lưu lại với tên Bai1_NHOMx_IDFT.m Bài làm clc; clear 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 %DFT of the sequence for k = 0:L-1 for n = 0:L-1 xn(k+1)=xn(k+1)+((1/L)*(Xk(n+1)*exp((1i*2*pi*k*n)/L))); end end % Using IDFT Matlab xn = ifft(Xk,L); %Plotting input sequence t=0:L-1; subplot(1,3,1); Xk magnitude = abs(Xk); stem(t,Xk magnitude); ylabel ('Amplitude'); xlabel ('Time Index'); title('Input Sequence'); t=0:L-1; % Find the magnitudes of individual IDFT points xn magnitude = abs(xn); xn magnitude = abs(xn 2); % Plot the magnitude response subplot(1,3,2); stem(t,xn magnitude,'bo-'); hold on; stem(t,xn magnitude,'r* '); hold on; ylabel ('Amplitude'); xlabel ('K'); title('Magnitude Response'); %Find the phases of individual IDFT points xn phase = angle(xn); xn phase = angle(xn 2) %Plot the magnitude sequence subplot(1,3,3); stem(t,xn phase,'bo-'); hold on; stem(t,xn phase,'r* '); hold on; ylabel ('Phase'); xlabel ('K'); title ('Phase Response'); legend('Computing','idft Matlab'); Figure File Edit View Ịnsert Tools Desktop Window Help 10Q- Input Sequence Magnitude Response x 1Q-i7Phase Response —o Computing — idít Matlab 3.5 2.5 -2 < ọ 00 ro D u2 £ < ‘Ọ -8 1.5 -10 -12 0.5 Time Index 12 -14 L í; ❖ Thực hành 4: Viết file-M tìm ngõ y(n) hệ thống nhân với ngõ vào x(n) = [1, 3, 5, 3, 6, 3] đáp ứng xung h(n) = [1,4, 7, 2, 8] theo cách, lưu với tên bai1 _NHOMx_conv.m Bài làm xn = [1, 3, 5, 3, 6, 3]; hn = [1, 4, 7, 2, 8]; Lx = length(xn); N = length(hn); M = N - 1; Ly = Lx + M; yn = zeros(1, Ly); for n = : 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 yn xn = [1, 3, 5, 3, 6, 3]; hn = [1, 4, 7, 2, 8]; HOME PLOTS APPS EDITOR ■;j SI Racỉor VaH C4 Fĩnd ▼ •Jew Open Save Bookmark FILE C ODE ? ặ 10 11 12 13 14 15 lổ 17 18 S ection Advance NhomỊ conV m + nm+ 1) Command Window » bail_ 24 46 67 82 100 57 54 24 57 54 24 Mhoml_conv ỵn = 24 46 67 82 100 Run step Slop § Run to End SECTION ' TN1_cau4.m bai1 xn = [1, 3, 5, 3, 6, 3]; hn = [1, 4, 7, ĩ, 8]; Lx = length(xn); N = length(hn); M = N - 1; Ly = Lx + M; yn = zeros(l, Ly); for n = : Ly-1 for m = max(0jn-Lx + l):min(njM) yn(n+l) = yn(n+l) + hn(m+l) * xn end end BI xn = [1, 3, 5, 3, ỗ, 3]; hn = [1, 4, 7, 2, 8]; conv(xn,hn); RLE VERSIONS Run and NAVIGATE > MATLAB Drive > BAI_1_NHOM1_bs2700_freqz m PUBLISH |zị Section Break iỄI % RUN VIEW ” - © ■ ❖ Thực hành 5: Viết file-M vẽ đáp ứng tần số hệ thống có hàm truyền theo cách: i) tính tốn đáp ứng tần số ii) sử dụng hàm Matlab, lưu với tên Bai1_N HOMx_freqz m Yêu cầu: Vẽ đáp ứng miền tần số Matlab lọc có hàm truyền sau ( ) 1+ 0.4z 8-1 khoảng < (') < % Bài làm Ta có đáp ứng tần số H (o ) + 2e j 1- 0.8e- ' % Sket frequency response of filter - way omega = 0:pi/10:pi; H = (5 + 2*exp(-1j*omega))./(1-0.8*exp(-1j*omega)); H manitude = abs(H); H phase = angle(H); subplot(2,2,1); plot(omega,H manitude); title('Amplitude Response'); subplot(2,2,2); plot(omega,H phase); title('Phase Response'); % Sket frequency response of filter - way a = [1, -0.8]; b = [5, 2]; [H matlab, w] = freqz(b,a); H matlab manitude = abs(H matlab); H matlab phase = angle(H matlab); subplot(2,2,3); plot(omega,H manitude); title('Amplitude Response'); subplot(2,2,4); plot(omega,H phase); title( 'Phase Response'); Thực hành 6: Viết chương trình Matlab thực yêu cầu sau: Tạo chu kỳ mẫu tin hiệu S1 = COS(2K f1t vđi f = 400 Hz, tần số lẫy mẫu 8000 Hz ) Tạo mẫu tin [ì T < t < hiệu 1^0 3 Tạo tin hiệu sinc tần số 500 Hz /4 lấy mẫu vđi 20 chu kỳ T elsewhere ( s4 = Silic 2a f (t : -' vđi f = Hz, < t < (s) lấy mẫu 40 )) Bài làm Tạo chu kỳ mẫu tin hiệu ( sT = cos 2f vđi f1 = 400 Hz, tần số lẫy mẫu 8000 Hz ) clc clear % Signal Genergating Fs = 8e3; % Sampling frequency kHz Ts = 1/Fs; F_xt = 300; % Frequency of signal 300 Hz t = : Ts : 5*Ts; s1 = cos(2 * pi * F_xt * t); N = length(s1); % DFT length = signal length Xk = fft(s1, N); % DFT of signal Xk_Man = abs(Xk); Xk_Pha = angle(Xk); %% Signal plot figure(1) subplot(1,2,1) hold on plot(t, s1); xlabel('Time (sec)'); ylabel('Amplitude'); subplot(1,2,2) hold on plot(0:N-1, s1); 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/2) / N); xlabel('Frequency (Hz)'); ylabel('Amplitude'); title('Nhom 1'); subplot(1,2,2); s A m pli tu de Prcquency {H;j Tạo mẫu tín hiệu ( ( sinc 2ft f t - 0.5 )) với f4 clc clear % Signal Genergating Fs = 5e2; % Sampling Sampling period frequency 500hz Frequency of signal 40 Hz Ts = 1/Fs; F_xt = 40; T_sim = 1; T_sim - Ts; t = : Ts pi * F_xt * (t-0.5)); xn = sinc(2 * 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/2) / N); xlabel('Frequency (Hz)'); ylabel('bien do'); = 40 Hz, < t < (s) lấy mẫu tần subplot(1,2,2) Hz, < t < (s) lấy mẫu tần Frequency (Hz) ❖ Thực hành 7: Thực việc thiết kế lọc FIR chắn dải với thơng số ví dụ Lấy hệ số viết chương trình vẽ đáp ứng tần số lọc Lưu lại với tên BAI_1_NHOMx_bs2700_freqz Sử dụng hàm semilogy thay cho plot đưa nhận xét khác biệt Bài làm - Nhập thơng số hình: Columns through -0.0004 Columns 0.0015 0.00 07 throug h: throug h -0.0095 0.00 79 Columns 25 throug h -0.0000 0.00 32 Columns 33 throug h -0.0421 0.01 20 Columns 41 throug h Columns 49 0.0542 0.0953 throug h throug h -0.0421 0.02 85 Columns 65 throug h -0.0000 0.00 27 Columns 73 throug h -0.0095 0.00 22 Columns 81 throug h 0.0015 Column 89 -0.0004 -0.0045 0.0018 -0.0000 0.0002 0.0005 0.0018 0.003 0.002 -0.0075 0.0061 0.0022 -0.0050 0.0027 0.0048 0.0285 -0.0821 0.0337 0.0520 0.0445 0.0953 -0.0632 0.0411 0.0120 0.0010 -0.0072 0.0032 -0.0091 0.0016 0.0079 0.0036 -0.0045 0.0014 -0.0002 -0.0003 0.0007 24 0.001 -0.0091 0.007 0.0006 32 -0.0072 0.001 0.015 -0.0226 40 0.041 -0.0632 0.022 0.0504 48 0.044 0.052 0.900 56 0.03 37 Columns 57 -0.0002 16 0.00 14 Columns 17 0.0542 -0.0003 -0.0821 0.050 0.022 64 0.004 -0.0226 0.015 72 -0.0050 0.000 0.007 80 0.006 -0.0075 0.002 88 0.000 0.000 -0.0000 - Đáp ứng tần số hàm plot: - Đáp ứng tần số hàm semilogy: BAI_1_Nhom1_bs2700_freqzm X + b = bs27000.tf.num; a = bs27000.tf.den; [H_matlabjW] = freqz(b,a); H_matlab_manitude = abs(H_matlab); H_matlab_phase = angle(H_matlab); semỉlogy(wJH_matlab_manitude); tỉtle("dap ung tan so ham semilogy") Command Window » BAI_lJ\lhoml_bs2700_freqz » BAI_l_Nhoml_bs2700_freqz » BAI_l_Nhoml_bs2700_freqz » b=filt2.tf.num ❖ Thực hành 8: Thực việc thiết kế lọc FIR chắn dải với thơng số ví dụ Lấy hệ số viết chương trình vẽ đáp ứng tần số lọc Lưu lại với tên BAI_1_NHOMx_bs2700_freqz Sử dụng hàm semilogy thay cho plot Bài làm 0.1730 + 0.98-4 91 0.1730 - 0.98491 0.1807 + 0.98351 0.1807 - 6.98351 0.2173 + 6.97611 0.2173 - 0.97611 0.2097 + 6.97781 0.2097 - 0.97781 0.1952 + 0.98681 0.1952 - 0.98081 0.1404 + 6.9716Ì 0.1464 - 6.97161 0.1560 + 6.98491 0.1560 - 0.98491 0.2420 ■+• 0.95181 0.2420 - 0.95181 0.2328 + 6.96961 0.2328 - 0.96961 6.1742 + 0.86851 0.1742 - 8.86851 p= k 0.8527 » 50$ - Zp2sos(z>pjk) SOS = 0.8527 1.0600 1.0600 1.6666 1.0606 -0.3329 -0.3614 -0.4194 -6.3466 -6.4345 0.8527 1.6666 1.6060 1.6606 1.0060 1—Current Filter Intormation Structure: pirect-Fọrm II, Second-Order Sections Order 10 Sections stable: Yes Source: Designed 1.0000 1.0000 1.6006 1.0066 1.0000 -0.3484 -6.2809 -6.4840 -6.3119 -0.4656 0.7846 6.9638 0.9645 6.9943 0.9944 Magnitude Response (dB) Frequency (kHz) ResponseType Lovvpass Fĩlter Order Prequency Specitications Magnítude Speciíĩcatĩons Units: • Speciíy order: 10 Highpass Bandpass '• Bandstop Ditterentiat or II Í T I nt Èi • IIR FIR Minìmum order d B Apass: Optĩons Astop: There are no optional parameters íor this design method Elliptic Equiripple [ Design Ẹilter ] 60 Qinninn Piltor b = filt2.tf.num; a = filt2.tf.den; [H_matlab,w]=freqz(b,a); H_matlab_manitude= abs (H_matlab); H_matlab_phase = angle(H_matlab); plot(w,H_matlab_manitude); title("dap ung tan so ham plot"); - Đáp ứng tần số hàm plot: b = fỈlt2.tf.num; a = filt2.tf.den; [H_matlab,w] = freqz(b,a); H_matlab_manitude = abs(Hmatlab); H_matlab_phase = angle(Hmatlab); plot(WjH matlabmanitude); title(”dap ung tan so ham plot”);| b = filt2.tf.num; a = filt2.tf.den; [H_matlab,w]=freqz(b,a); H_matlab_manitude= abs (H_matlab); H_matlab_phase = angle(H_matlab); semilogy (w,H_matlab_manitude); title("dap ung tan so ham semilogy"); - Đáp ứng tần số hàm semilogy: b = filt2.tf.num; a = filt2.tf.den; [H_matlab,w] = freqz(b,a); H_matlab_manitude = abs(H_matlab); H_matlab_phase = angle(Hmatlab); semilogy(w,H_matlab_manitude); title("dap ung tan so ham semilogy");| Thực hành 9: Thực chương trình thiết kế lọc thơng dải đa dải vẽ đáp ứng tần số với yêu cầu ví dụ Bài làm - Bộ lọc FIR: %multibandfir63.m: Multiband FIR filter with 63 coefficients f = [0 0.1 0.12 0.18 0.2 0.3 0.32 0.38 0.4 1]; m = [0 1 0 1 0]; n = 63; 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, 'b'); hold on; Bộ lọc IIR: %multibandiir63.m: Multiband IIR filter with 63 coefficients f = [0 0.1 0.12 0.18 0.2 0.3 0.32 0.38 0.4 1]; m = [0 1 0 1 0]; n = 63; [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, 'b'); hold on; plot(w/pi*5000,abs(h), 'r-.'); grid on Thực hành 10: Thiết kế lọc FIR chắn đa dải 1000-1500 2500-3000, có bậc 62, tần số lấy mẫu 10 kHz Sau vẽ đáp ứng tần số lọc ❖ Bài làm Dải Tần số (Hz) Tần số chuẩn hóa f/FN Biên độ - 0.2 - 1000 1100 - 1400 0.22 - 0.28 1500 - 2500 0.3 - 0.5 2600 - 2900 0.52 - 0.58 3000 - 5000 0.6 - 1 %multibandfir62.m: Multiband FIR filter with 62 coefficients clc; clear all; f = [0 0.2 0.22 0.28 0.3 0.5 0.52 0.58 0.6 1]; m = [1 0 1 0 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, 'b'); hold on; — 11 J■ ỊÍỊ ị\ í! FíleFĩg Edit 41 ureView Ịnsert Tool De&ktop Window Ị ị Help Ú !1 ữ®KX’ -f j_L □ r! i' i1 i' A n A íi ị ji íị -í 11 _i_Ị_ ị i 4-i- i ❖ Thực hành 11 : Thiết kế lọc IIR chắn đa dải 1000-1500 2500-3000, có bậc 62, có tần số lấy mẫu 10 kHz Sau vẽ đáp ứng tần số lọc Bài làm Dải Tần số (Hz) - 1000 Tần số chuẩn hóa f/FN Biên độ - 0.2 1100 - 1400 0.22 - 0.28 1500 - 2500 0.3 - 0.5 2600 - 2900 0.52 - 0.58 3000 - 5000 0.6 - 1 %multibandfir62.m: Multiband IIR filter with 62 coefficients clc; clear all; f = [0 0.2 0.22 0.28 0.3 0.5 0.52 0.58 0.6 1]; m = [1 0 1 0 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, 'b'); hold on; .. .Thực hành : Viết file- M thực chương trình lưu với tên Bai1_ NHOMx_ PlotGraph .m Yêu cầu : Ghi nhớ lệnh matlab chương trình Bài l? ?m x = 0:pi/20:2*pi; % Define vector x from to 2pi with... title('Graph of Discrete Sine from to 2pi'); %Title of graph Thực hành 2: Viết file- M thực chương trình lưu với tên Bai1_ NHOMx_ DFT .m ’ ’ Bài l? ?m clc; close all; xn = [1, 2, 3, 4, 5, 6]; L = length(xn);... -14 L í; ❖ Thực hành 4: Viết file- M t? ?m ngõ y(n) hệ thống nhân với ngõ vào x(n) = [1, 3, 5, 3, 6, 3] đáp ứng xung h(n) = [1,4, 7, 2, 8] theo cách, lưu với tên bai1 _NHOMx_ conv .m Bài l? ?m xn = [1,