BÁO cáo THÍ NGHIỆM bài môn xử lí số tín hiệu

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 - 1812400 Hồ Anh Khoa - 1812643 Nguyễn Hồng Long - 1812899 Ngày thí nghiệm: 02/10/2021  Thực hành 1: Viết file-M thực chương trình lưu với tên Bai1_NHOMx_PlotGraph.m Yêu cầu 1: 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'); legend('Computing', 'fft Matlab');  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_2 = 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_2_magnitude = abs(xn_2); % Plot the magnitude response subplot(1,3,2); stem(t,xn_magnitude,'bo-'); hold on; stem(t,xn_2_magnitude,'r* '); hold on; ylabel ('Amplitude'); xlabel ('K'); title('Magnitude Response'); %Find the phases of individual IDFT points xn_phase = angle(xn); xn_2_phase = angle(xn_2) %Plot the magnitude sequence subplot(1,3,3); stem(t,xn_phase,'bo-'); hold on; stem(t,xn_2_phase,'r* '); hold on; ylabel ('Phase'); xlabel ('K'); title ('Phase Response'); legend('Computing', 'idft Matlab');  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];  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_NHOMx_freqz.m Yêu cầu: Vẽ đáp ứng miền tần số Matlab lọc có hàm truyền sau 1 0.4z 1 H z khoảng     1 0.8z 1    Bài làm Ta có đáp ứng tần số H     2e j với   2 f / f s 1 0.8e j % 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 tín hiệu s1  cos2 f1t với f  400 Hz, tần số lẫy mẫu 8000 Hz 1  sTạo mẫu tín hiệu 1 T  t   3T  0 elsewhere  Tạo tín hiệu sinc s4  sinc 2 f t  tần số 500 Hz 0.5 lấy mẫu với 20 chu kỳ T với f  40 Hz,  t  (s) lấy mẫu Bài làm Tạo chu kỳ mẫu tín hiệu s1  cos2 f1t với 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); plot((0:N/2-1)*Fs/N, Xk_Pha(1:N/2) ); s Tạo mẫu tín hiệu  1 T  t  3T lấy mẫu với 20 chu kỳ T  0 elsewhere clc clear % Signal Genergating Fs = 1e3; % Sampling frequency kHz Ts = 1/Fs; % Sampling period F_xt = 300; % Frequency of signal 300 Hz T_sim = 0.02; % Signal duration in seconds 50 ms t = : Ts : T_sim - Ts; s2 = [0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0]; N = length(s2); % DFT length = signal length Xk = fft(s2, N); % DFT of signal Xk_Man = abs(Xk); Xk_Pha = angle(Xk); %% Signal plot figure(1) subplot(1,2,1) grid on hold on plot(t, s2); xlabel('Time (sec)'); ylabel('Amplitude'); subplot(1,2,2) grid on hold on plot(0:N-1, s2); 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); grid on xlabel('Frequency (Hz)'); ylabel('Amplitude'); subplot(1,2,2) plot((0:N/2-1)*Fs/N, Xk_Pha(1:N/2) ); grid on xlabel('Frequency (Hz)'); ylabel('Phase'); Tạo tín hiệu sinc số 500 Hz s4  sinc2 f t  0.5 với f4  40 clc clear % Signal Genergating Fs = 5e2; % Sampling frequency 500hz Ts = 1/Fs; % Sampling period F_xt = 40; % Frequency of signal 40 Hz T_sim = 1; t = : Ts : T_sim - Ts; xn = sinc(2 * pi * F_xt * (t-0.5)); 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'); subplot(1,2,2) plot((0:N/2-1)*Fs/N, Xk_Pha(1:N/2) ); Hz,  t  (s) lấy mẫu tần  Thực hành 7: Thực việc thiết kế lọc FIR chắn dải với thông 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 thông số hình: Columns through -0.0004 0.0007 -0.0003 -0.0002 -0.0000 0.0002 0.0005 -0.0018 -0.0045 0.0036 0.0021 -0.0075 0.0061 0.0022 0.0016 -0.0091 0.0073 0.0006 -0.0050 0.0027 -0.0072 0.0010 0.0150 -0.0226 0.0048 0.0285 0.0411 -0.0632 0.0221 0.0504 -0.0821 0.0337 0.0445 0.0520 0.9001 0.0520 0.0445 -0.0953 -0.0821 0.0504 0.0221 -0.0632 0.0411 0.0120 0.0048 -0.0226 0.0150 0.0010 -0.0072 0.0032 -0.0050 0.0006 0.0073 -0.0091 0.0016 0.0079 0.0061 -0.0075 0.0021 0.0036 -0.0045 0.0014 0.0005 0.0002 -0.0000 -0.0002 -0.0003 0.0007 Columns through 16 0.0015 0.0014 Columns 17 through 24 -0.0095 0.0079 Columns 25 through 32 -0.0000 0.0032 Columns 33 through 40 -0.0421 0.0120 Columns 41 through 48 0.0542 -0.0953 Columns 49 through 56 0.0542 0.0337 Columns 57 through 64 -0.0421 0.0285 Columns 65 through 72 -0.0000 0.0027 Columns 73 through 80 -0.0095 0.0022 Columns 81 through 88 0.0015 Column 89 -0.0004 -0.0018 - Đáp ứng tần số hàm plot: - Đáp ứng tần số hàm semilogy:  Thực hành 8: Thực việc thiết kế lọc FIR chắn dải với thông 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 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 = 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:  Thực hành 9: Thực chương trình thiết kế lọc thông 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 – 1000 – 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 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;  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) Tần số chuẩn hóa f/FN Biên độ – 1000 – 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; ... Tạo chu kỳ mẫu tín hiệu s1  cos2 f1t với f  400 Hz, tần số lẫy mẫu 8000 Hz 1  sTạo mẫu tín hiệu 1 T  t   3T  0 elsewhere  Tạo tín hiệu sinc s4  sinc 2 f t  tần số 500 Hz 0.5... thông 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 thông số hình:... -0.0018 - Đáp ứng tần số hàm plot: - Đáp ứng tần số hàm semilogy:  Thực hành 8: Thực việc thiết kế lọc FIR chắn dải với thông số ví dụ Lấy hệ số viết chương trình vẽ đáp ứng tần số lọc Lưu lại với