基于MATLAB的数字信号处理综合性设计性实验探讨
基于MATLAB的“数字信号处理”实验平台的制作毕业设计
目录中文摘要 (i)英文摘要 ................................................................................................................................ I V 1 绪论 . (1)1.1 问题提出及研究意义 (1)1.2 设计的基本内容 (1)2 系统设计工具简介 (2)2.1 MATLAB概述 (2)2.2 图形用户界面(GUI)设计 (3)2.2.1 创建GUI的步骤 (3)2.2.2 GUI编程 (7)2.2.3 GUI的设计流程和设计原则 (8)2.2.4 控件的使用 (9)3 系统总体设计思路 (10)3.1 系统总体设计的步骤 (10)3.2 系统总体设计的结构 (10)4 系统图形用户界面设计 (13)4.1 图形用户界面外观设计 (13)4.1.1 控件对象 (13)4.1.2 控件属性的设置 (14)4.1.3 窗口属性的设置 (15)4.1.4 菜单的设计 (16)4.2 图形用户界面控件编程 (16)4.2.1 输入函数 (17)4.2.2 输出函数 (18)4.2.3 回调函数 (18)5 系统用户界面的实现 (18)5.1 引导模块 (19)5.1.1 回调函数的编写 (19)5.1.2 界面功能 (20)5.2系统说明模块 (20)5.3 主界面模块 (21)5.3.1 回调函数的编写 (21)5.3.2 界面功能 (21)5.4 基本信号的产生模块 (22)5.4.1 回调函数编写的基本原理 (22)5.4.2 界面功能 (24)5.4.3 界面使用演示 (25)5.5 序列基本计算模块 (25)5.5.1 回调函数编写的基本原理 (25)5.5.2 界面功能 (26)5.5.3 界面使用演示 (27)5.6 数据采集模块 (27)5.6.1 回调函数编写的基本原理 (27)5.6.2 界面功能 (28)5.6.3 界面使用演示 (29)5.7 卷积模块 (30)5.7.1 回调函数编写的基本原理 (30)5.7.2 界面功能 (30)5.7.3 界面使用演示 (30)5.8 傅里叶变换模块 (32)5.8.1 回调函数编写的基本原理 (32)5.8.2 界面功能 (32)5.8.3 界面使用演示 (33)5.9 Z变换模块 (35)5.9.1 回调函数编写的基本原理 (35)5.9.2 界面功能 (36)5.9.3 界面使用演示 (37)5.10 滤波器设计模块 (40)5.10.1 回调函数编写的基本原理 (41)5.10.2 界面功能 (43)5.10.3 界面使用演示 (43)致谢 (49)参考文献 (50)附录 (51)毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
Matlab数字信号处理——综合实验报告
实验题目：用Matlab语言编程实现学生成绩管理系统一、实验目的1.掌握建立和执行M文件的方法，学会M函数的编写及其调用，掌握多种函数类型；2.学习Matlab中的关系运算和逻辑运算，掌握它们的表达形式和用法；3.掌握Matlab中的选择结构和循环结构；4.学习使用帮助文档查找更多的Matlab功能；5.掌握Matlab的基本绘图命令，学习运用Matlab绘制一维、二维、三维图形的方法。
二、实验要求1.使用函数（多个函数M文件）进行分析和设计；2.要使用到以下函数类型：主函数、子函数、私有函数。
三、实验内容功能内容：1.学生信息为：学号、姓名、三门课成绩（英语、数学、物理）；2.从键盘输入学生成绩，建立信息库；3.从文件读入学生信息；4.显示信息库中的所有学生的信息；5.将学生成绩信息库保存为文件；6.根据学号查询某一个学生的成绩统计信息：三门课成绩、总分、平均分；7.根据学号将某一个学生的信息从信息库删除；8.新增一个学生的信息；9.按总分成绩从高到低排序输出学生信息；10.图形输出所有学生成绩统计信息（饼图pie、柱状图bar）。
四、实验设计及分析1 主函数的设计及分析主函数主要用于显示学生管理系统的主界面，以及通过对其他几个私有函数的调用来实现相应的功能。
主函数名为zonghe()，首先利用disp()屏幕输出函数来提示用户如何使用该管理系统。
然后通过input()输入函数输入字符，通过判断输入的字符与哪个私有函数对应的字符匹配来调用相应的私有函数实现相应的功能。
其中将条件语句放入while循环中，使系统能循环运行直到用户输入‘H‘才跳出循环。
主函数zonghe()的源代码：function zonghe()disp('Welcome to the students'' information library!');disp('Input A to input students'' information');disp('Input B to display all students'' information');disp('Input C to search a stuedent''s information');disp('Input D to delete a stuedent''s information');disp('Input E to add a new stuedent''s information');disp('Input F to display stuedents'' information from high to low of total score');disp('Input G to graphical display all stuedents'' information'); disp('Input H to exit');x=input('Please input the FUNCTION NUMBER:','s');while x~='H'if x=='A'disp('Input students'' information.');ztest();elseif x=='B'disp('Display all students'' information.');displaytest();elseif x=='C'disp('Search a stuedent''s information.');search();elseif x=='D'disp('Delete a stuedent''s information.');shanchu();elseif x=='E'disp('Add a new stuedent''s information.');add();elseif x=='F'disp('Display stuedents'' information from high to low of total score.');paixu();elseif x=='G'disp('Graphical display all stuedents'' information.');tuxing();elseif x=='H'disp('Thank you for using the students'' information library!');break;elsedisp('Invalid function number. Program is terminated!');endx=input('\nPlease input the FUNCTION NUMBER:','s');endend2 七个私有函数的设计与分析2.1 function ztest()的设计与分析ztest()函数实现从键盘输入学生成绩建立信息库的功能。
基于MATLAB和DSP的数字信号处理课程实验设计
1 引 言
数字信号处理是随着电子计算机的发展而迅速发 展起来的一门新兴学科 ,如今已广泛地应用于雷达 、 通 信、 声纳、 遥感、 生物工程、 数字图像处理等各个领 [1 ] 域 ,数字信号处理也被列为许多相关专业的必修课 程 。但由于这门学科的抽象性 , 数字信号处理课程处 于一种教难 、 学更难的境况中 , 主要因为 : 一方面本课 程要求较好的数学基础 ,公式和推导很多 ,大量的算法 适于在计算机上实现 ,对于学生来说运算量大而繁琐 , 学习者难以亲手验证 ,因而得不到形象化的结果 ,使得 对理论的理解难以透彻 ; 另一方面 ,学生难以把本课程 的理论应用到实际当中去 ,解决一些实际问题 ,从而无 法提高对本课程的学习兴趣 。本文针对课程教学中存 在的上述问题 ,设计了基于 Matlab 软件平台和 DSP 仿
加窗后滤波器性能指标 过滤带宽Π 阻带最小衰减Π
(2 π Π N) 0. 9 2. 1 3. 1 3. 3 5. 5 5 dB - 21 - 25 - 44 - 53 - 74 - 80
矩形窗 三角窗 汉宁窗 海明窗 布拉克曼窗 凯泽窗
(β= 7. 865)
- 13 - 25 - 32 - 41 - 57 - 57
hd ( n)
- ω j t ω j n 1 π πe e d w 2
27
要求设计一个滤波器来逼近 。但是 , 设计是在时域进 ω j 行的 ,因此可由 Hd ( e ) 的傅立叶反变换导出 hd ( n ) , 即:
hd ( n) =
ω
1 π 2
∫H (e
-π
d
π
jω
) ej n dω
ω
j 由于 Hd ( e ) 是矩形频率特性 ,故 hd ( n) 一定是无限长
Matlab在综合设计性数字信号处理实验中的应用
实际 系 统 的综合 实验 就 可 以将 本课 程 的 主要 知识 点 贯穿起 来 ， 而这样 的一 个综 合 实验 既 是对 已学知识 的 复 习和巩 固 ， 更是 对应用 能力的培养 ， 是学 习与应用的 个 承 接 点 。 鉴 于 数 字 信 号 处 理 课 程 的 特 点 以及 ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ在 数字信 号 处理 课程 教学 中的优势 ， 采用 ｍ ａ ｔ — ｌ ａ ｂ进 行综 合 实验教 学是 合理 的 ，实际的教 学效果 也 证明 了这一 点。同时将 ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ引入到数字信号 处理 综
综合 运用 知识 的 能力 。
关键词 ： ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ； 综合 设 计 性 实验 ； 数 字 信 号处 理 中图分类 号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ６ ７ ２ — ０ ５ ４ ７ （ ２ ０ ｌ ３） ０ １ － ０ １ ０ ５ － ０ ３
１ ． 综 合 设 计 性 实 验
生将主 要精 力用 于掌 握基 本原理 、 基 本方 法和培养 实 际能 力上。 综合 设计 性 实验 旨在一 个 实验 中考 察学 生对 多 个知识 点 的掌握 ， 培养 学 生综合 运用 知识解 决实 际问 题的能 力。其 在教 学中 的作 用是不言 而喻的。数字信
一
言进行 编程 ， 还 要 求 学 生 对 硬 件 结 构 有 所 了 解 。 相 比
之下 ，利 用 ｍａ ｄ ａ ｂ进行 实验教 学则具有 明显的优势 。 ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ是 美 国 Ｍａ ｔ ｈ ｗ ｏ ｒ ｋ ｓ 公 司于 １ ９ ８ ２年推 出的功 能 强 大的 科技 应 用软 件 和 编程 语 言 。 它涉 及 的领 域 很 广， 在 很 多领 域都 开 发 了工具箱 。其 中 的数 字信号 处 理工具 箱中包含 了数字信号 处理 中的大部分内容。 由 于 ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ中 一条语 句 就 可 以实 现较 为复 杂信号 的频
《基于MATLAB的数字信号处理》实验报告
0.60007.0000-5.4000所以，X=[错误!未找到引用源。
]=[ 0.6000, 7.0000, -5.4000]’实验结果2：K=1.732051实验结果3：三曲线的对比图如下所示：图1.1 三曲线的对比实验二基于MATLAB信号处理实验xlabel('频率/Hz');ylabel('振幅/dB');title('布莱克窗的幅频特性');grid on;subplot(2,1,2);plot(f4,180/pi*unwrap(angle(H4)));xlabel('频率/Hz');ylabel('相位');title('布莱克窗的相频特性');grid on;六、实验结果实验结果2.1：图2-1 x(n)与y(n)的互相关序列图由实验结果可知，x(n)与y(n)的互相关只在区间[-4,8]上有能力，刚好是区间[-3,3]与右移后的区间[-1,5]两端点之和，与结论一致。
且互相关在2处达到最大。
实验结果2.2.1：其表示的差分方程为：y(n)-0.8145y(n-4)=x(n)+x(n-4)实验结果2.2.2：滤波器的幅频和相频图如下所示：图2-2 滤波器的幅频与相频图实验结果2.2.3：由下图实验结果可知，输出信号相对于输入信号有一小小的延迟，基本上x(n)的频点都通过了，滤波器是个梳状filter，正好在想通过的点附近相位为0，也就是附加延迟为0图2-3 滤波器的幅度和相位变化图2-4 两信号波形实验结果2.3：四种带通滤波器的窗函数的频率响应如下所示：图2-5 矩形窗的频率特性图2-6 汉宁窗的频率特性图2-7 海明窗的频率特性图2-8 布莱克曼窗的频率特性图3-1 加噪前、后图像对比图3-2 加椒盐噪声的图像均值滤波前、后的图像对比图3-3 加椒盐噪声的图像中值滤波前、后的图像对比图3-4加高斯噪声的图像均值滤波前、后的图像对比图3-5 加高斯噪声的图像中值滤波前、后的图像对比实验结果3.2：图3-6 原图及重构图像图3-7 程序运行结果由实验结果可知，当DCT变换的系数置0个数小于5时，重构图像与原图像的峰值信噪比为2.768259，重构图像置为0的变换系数的个数个数为：43.708737；当DCT变换的系数置0个数小于10时，重构图像与原图像的峰值信噪比15.922448，重构图像置为0的变换系数的个数个数为：36.110705；当DCT变换的系数置0个数小于5时，重构图像与原图像的峰值信噪比为2.768259，重构图像置为0的变换系数的个数个数为：30.366348；可以发现，在抛弃部分DCT系数后，重构图像时不会带来其画面质量的显著下降，采用这种方法来实现压缩算法时，可以通过修改mask变量中的DCT系数来更好地比较仿真结果。
基于MATLAB的数字信号处理1
基于MATLAB的数字信号处理1MATLAB的综合实验一、实验目的及要求培养学生利用Matlab解决专业问题的能力。
二、实验设备（环境）及要求1．计算机2．Matlab软件编程实验平台三、实验内容1、编程实现一个数字信号处理的仿真系统。
要求具有界面并实现以下功能：1）能产生（得到）并选择各种数字信号（sin、方波、三角波、语音、噪声及其叠加）；2）具有DFT、DCT和DWT变换功能，并对各种信号进行变换；3）设计滤波器实现低通、高通、带通滤波，得到输出信号的频域特性和时间序列；4）输入一段叠加了噪声的语音信号，显示其频谱特性，通过变换或滤波对其降噪，得到输出信号的频域特性和时间序列。
四、设计思想本系统包含有三个主要部分：信号产生与变换模块，滤波器模块和语音噪声处理。
信号产生与变换通过输入信号频率和采样频率实现正弦、方波、三角波、语音信号的产生以及噪声的叠加，系统设定信号持续时间为0.05s，语音信号为截取了一段2s的声音信号。
同时对各个信号进行DFT，DCT和DWT变换，且变换点数N=256,同时设定DWT变换时的小波类型为db1。
滤波器模块设计了四个IIR 滤波器（巴特沃斯、切比雪夫Ⅰ型，切比雪夫Ⅱ型和椭圆滤波器），并分别实现低通，高通和带通。
界面设计了各种滤波器所需参数的输入模块。
系统设定待滤波信号持续时间为0.05s，包含有3个频率成分，S=sin(2*pi*f*t)+ sin(2*pi*5*f*t)+sin(2*pi*8*f*t)，其中f为输入信号频率，S通过低通、带通、高通滤波器之后，分别得到频率为f，5f和8f的正弦信号，实现信号滤波。
语音噪声处理部分是一个复选框按钮，通过巴特沃斯低通滤波器对其进行降噪，设计中通过观察噪声语音信号的频谱得到低通滤波器的截止频率和阻带起始频率，并合理输入通带衰减与阻带衰减，最终得到理想的降噪结果。
数字滤波器设计过程中用到了如下的一些matlab设计函数：buttord、butter，cheb1ord、cheby1，cheb2ord、cheby2，ellipord、ellip。
MATLAB在数字信号处理教学中的应用与实践
MATLAB在数字信号处理教学中的应用与实践【摘要】本文主要围绕MATLAB在数字信号处理教学中的应用与实践展开探讨。
引言部分介绍了研究的背景和重要性。
正文部分分别从MATLAB在数字信号处理教学中的基本原理、实验应用、案例分析、优势和挑战以及未来发展趋势等方面进行深入分析。
结论部分对全文进行总结，并展望了MATLAB在数字信号处理教学中的未来发展方向。
通过本文的阐述，读者将了解到MATLAB在数字信号处理教学中的重要性和优势，以及对教学和学习的启发作用。
MATLAB的应用不仅可以提高学生的实践能力，还可以促进数字信号处理教学的创新与发展。
【关键词】MATLAB, 数字信号处理, 教学应用, 实验, 案例分析, 优势, 挑战, 发展趋势, 引言, 正文, 结论, 总结, 展望1. 引言1.1 绪论MATLAB在数字信号处理教学中的应用可以帮助学生更好地理解信号与系统的基本原理，掌握数字信号处理的基本算法和技术。
通过MATLAB的可视化工具箱和丰富的函数库，学生可以直观地观察信号的变化过程，深入了解滤波、频谱分析、谱估计等概念。
MATLAB还提供了丰富的实例代码和开发工具，帮助学生进行数字信号处理实验和项目设计，培养他们的编程能力和解决问题的能力。
在本文中，我们将探讨MATLAB在数字信号处理教学中的基本原理、应用实例、案例分析，以及其在教学中的优势和挑战。
我们也将展望MATLAB在数字信号处理教学中的未来发展趋势，希望为教育教学提供新的思路和方法。
1.2 研究背景数字信号处理是现代信息技术领域中的重要基础学科，其在通信、图像处理、音频处理等领域都有着广泛的应用。
随着数字信号处理技术的不断发展，人们对数字信号处理教学也提出了更高的要求。
在数字信号处理教学中，传统的理论教学往往难以引起学生的兴趣，而实验教学能够更生动地展现理论知识，帮助学生更深入地理解和掌握知识。
本文将重点探讨MATLAB在数字信号处理教学中的应用与实践，分析其在教学中的优势和挑战，展望其未来的发展趋势，旨在为数字信号处理教学提供新的思路和方法。
基于 Matlab 的数字信号处理实验报告
第一章MATLAB基本知识MATLAB是一种面向科学和工程计算的高级语言，包含的几十个工具箱，覆盖了通信、自动控制、信号处理、图像处理、生命科学等科技领域，现已成为国际公认的最优秀的科技界应用软件。
该软件的特点是：强大的计算功能、计算结果和编程可视化及极高的转换效率。
本章目的是帮助新用户在领略MATLAB非凡能力的同时能轻松跨越MA TLAB的门槛。
§1.1 MATLAB 语言的基本使用环境一．MATLAB的安装MATLAB5.3 版本仅有一张光盘，运行其上的安装文件setup.exe，则可以按提示安装整个MA TLAB 系统。
MATLAB6.1 版本有两张光盘，将其中的程序盘插入驱动器，运行其上的安装文件setup.exe，则可以按提示安装整个MA TLAB 系统。
MATLAB6.x与以前的版本相比，在界面上的变化是很大的，以前的版本只给出一个又一个命令窗口，MA TLAB6.1的程序界面，除了其右侧的Command Window (命令窗口)之外，还有Launch Pad (程序调用板) 和Command History (命令的历史记录)两个子窗口，以及Workspace (工作空间管理程序) 和Current Directory (当前目录管理程序)等，使MA TLAB 的操作更容易、方便了。
二．MATLAB5.3的操作步骤由于实验室安装的是MA TLAB5.3，下面我们介绍MATLAB5.3 的操作步骤。
双击桌面的MA TLAB5.3 的图标，如图1-1，将进入MA TLAB5.3的Command Window (命令窗口)，如图1-2。
1．帮助[Help]选项Help Windows 打开分类帮助窗Help Tips 打开函数文件命令帮助窗Help Desk 打开以超文本形式存储的帮助文件主页Examples and Demos 打开演示窗主页About MA TLAB 注册图标、版本、制造商和用户信息选择[Help]中不同的类别，用户可以从相关的帮助信息得到帮助。
实验一基于Matlab的数字信号处理基本分析解析
实验一 基于Matlab 的数字信号处理基本操作一、 实验目的：学会运用MA TLAB 表示的常用离散时间信号；学会运用MA TLAB 实现离散时间信号的基本运算。
二、 实验仪器：电脑一台，MATLAB6.5或更高级版本软件一套。
三、 实验内容：（一） 离散时间信号在MATLAB 中的表示离散时间信号是指在离散时刻才有定义的信号，简称离散信号，或者序列。
离散序列通常用)(n x 来表示，自变量必须是整数。
离散时间信号的波形绘制在MATLAB 中一般用stem 函数。
stem 函数的基本用法和plot 函数一样，它绘制的波形图的每个样本点上有一个小圆圈，默认是空心的。
如果要实心，需使用参数“fill ”、“filled ”，或者参数“.”。
由于MATLAB 中矩阵元素的个数有限，所以MA TLAB 只能表示一定时间范围内有限长度的序列；而对于无限序列，也只能在一定时间范围内表示出来。
类似于连续时间信号，离散时间信号也有一些典型的离散时间信号。
1. 单位取样序列单位取样序列)(n δ，也称为单位冲激序列，定义为)0()0(01)(≠=⎩⎨⎧=n n n δ要注意，单位冲激序列不是单位冲激函数的简单离散抽样，它在n =0处是取确定的值1。
在MATLAB 中，冲激序列可以通过编写以下的impDT .m 文件来实现，即function y=impDT(n)y=(n==0); %当参数为0时冲激为1,否则为0调用该函数时n 必须为整数或整数向量。
【实例1-1】 利用MATLAB 的impDT 函数绘出单位冲激序列的波形图。
解：MATLAB 源程序为>>n=-3:3; >>x=impDT(n);>>stem(n,x,'fill'),xlabel('n'),grid on >>title('单位冲激序列') >>axis([-3 3 -0.1 1.1])程序运行结果如图1-1所示。
毕业论文基于MATLAB数字信号处理教学实验系统
分类号编号一、毕业论文的目的通过本次毕业设计的完成，锻炼学生综合运用所学知识进行实践的能力，提高学生自学新知识、掌握新技术的能力，培养学生的创新意识和创新能力，并通过毕业设计论文的完成提高学生知识表达，语言组织的水平，使学生的科研水平上一个层次。
二、主要内容通过研究利用MATLAB实现基本序列的计算、基本信号的产生、离散傅里叶变换、数字滤波器设计等实验，让基于MATLAB的教学实验系统更具体化，充分利用MATLAB 仿真软件以加深对课程原理和方法的理解。
三、重点研究问题1.分析基本信号的产生、序列的基本运算和傅里叶变换、滤波器设计等实验；2.使用MATLAB编辑GUI界面，设计出对信号的系统分析、离散傅里叶变换和数字滤波器等并进行仿真；四、主要研究方法1.研究分析数字信号处理实验；2.利用MATLAB这个平台，设计各个实验的GUI界面；3.使用MATLAB进行设计，调试，收集并分析数据。
五、论文成果要求1.翻译外文资料，要求不少于2000汉字；2.给出实现基本信号的产生、序列的基本运算、离散傅里叶变换等实验的设计程序（正常运行）及分析结果；3.提交正文在10000字以上毕业设计说明书，要求格式规范，文字叙述严谨流畅，图形图表清晰美观，正文中应包括目录、中英文摘要、序言、研究内容、参考文献等。
六、时间安排第1~2周：实习；第3~4周：查阅参考文献、写开题报告；第5周：进行理论分析第6周：进行基本信号的产生、基本序列运算、傅里叶变换、数字滤波器等实验分析；第7周：进行数字滤波器等实验的设计；第8~9周：具体编程、调试；第10~11周：建立GUI界面，对结果进行分析；第12~13周：外文翻译、撰写论文；第14周：提交论文、准备答辩，组织预答辩；第15周：答辩。
七、参考书目1、数字信号处理2、MATLAB教程3、MATLAB在数字信号处理中的应用4、MATLAB图形技术5、MATLAB 7.X界面设计与编译技巧华北水利水电学院本科生毕业设计（论文）开题报告2010年3 月19日目录摘要 (1)Abstract (2)第1章绪论 (3)1.1 课题研究的背景及意义 (3)1.2 教学实验系统简介 (3)1.3 设计的目标任务 (4)第2章数字信号处理与开发环境的简介 (5)2.1 数字信号处理的简介 (5)2.2 MATLAB简介与特点 (6)2.2.1 MATLAB的简介 (6)2.2.2 MATLAB的特点 (6)第3章实验系统方案设计 (9)3.1 系统的基本模块 (9)3.2系统设计步骤 (10)3.2.1创建GUI (10)3.2.3 写回调函数CallBack (12)3.2.4 句柄图形之间的层次关系 (13)3.2.5 获取与设置对象属性 (14)第4章系统界面设计 (15)4.1 系统的GUI界面 (15)4.2 实验主界面 (16)4.3 实验子界面 (18)第5章系统实验的具体内容 (21)5.1基本信号的产生 (21)5.2 序列的基本运算 (22)5.3 离散傅里叶变换 (24)5.4 卷积运算 (26)5.5数字滤波器设计 (27)5.6 数字系统的结构 (28)5.6.1级联型滤波器 (28)5.6.2格型滤波器 (29)5.7 多速率信号处理基础 (30)5.7.1设计多带FIR滤波器 (30)5.7.2设计等波纹FIR滤波器 (32)第6章总结 (33)参考文献 (34)致谢 (35)附录1：外文文献和翻译 (36)外文原文 (36)外文翻译 (40)附录2：程序 (43)摘要随着信息技术的不断发展，数字信号处理已成为一个极其重要的学科和技术领域，在通信、语音、图像、遥感、生物工程等众多领域得到了广泛的应用。
基于Matlab的数字信号处理综合性实验设计
The Comp rehensive Expe rim enta l D e sign of D igita l S igna l P roce ssing B a sed on M a tlab
SHEN Yuan2yuan ( School of Electronic Information, Yangtze University, J ingzhou 434023, China)
赋给变量 x1
这一步设计主要是为了让学生了解 wavread函数 以及采样频率等概念 。 3. 2 产生噪声信号 噪声信号采用的是高频余弦信号 ,频率为 5 kHz。
f = fs3 (0: 511) /1024; %计算频率刻度值 这一步首先要让学生理解频率刻度值的基本概 念 ,在书本中通常用 fk 表示每条谱线所代表的频率刻 度值 [ 3 ] ,表达式为 fk = fs ×k /N。其中 , k的最大范围为 N /2。在设计中 ,应该给学生先强调这一基本概念 ,然 后再指导学生进行设计 。
Abstract: According to the digital signal p rocessing experim ental teaching situation, in order to consolidate theoretical know ledge and imp rove the students’p ractical ability, this paper discussed the design of digital signal p rocessing com 2 p rehensive experim ent by using M atlab software for the p latform. Through the design of comp rehensive experiment, the students have a p rofound signal p rocessing methods. It can train students in p ractical innovation and p ractical ability. Key words: digital signal p rocessing; M atlab; comp rehensive experiment
基于matlab的数字音效处理器——数字信号处理课设报告
实验题目专业：通信工程班级： 114班姓名： XXXXX 学号： XXXXXXXX指导教师： XXXXX一、实验类型综合研究性实验二、实验目的1．掌握采样定理及FFT谱分析的基本原理及其利用Matlab的实现方法；2. 掌握数字滤波器的设计原理和方法；3. 学习用MATLAB编程实现语音数字滤波系统。
三、实验要求1. 利用Windows下的录音机设备采集语音信号；2. 对语音信号进行采样并混进加性噪声，作频谱分析；3. 通过频谱分析选择合适的滤波器性能指标，设计合适的数字滤波器，并对含噪音的语音信号进行数字滤波；4. 设计处理系统的用户界面（GUI），在所设计的系统界面上可以选择滤波器的参数，显示滤波器的频率响应，选择信号等。
四、数字滤波器的设计原理数字滤波器可以理解为是一个计算程序或算法，将代表输入信号的数字时间序列转化为代表输出信号的数字时间序列，并在转化过程中，使信号按预定的形式变化。
数字滤波器有多种分类，根据数字滤波器冲激响应的时域特征，可将数字滤波器分为两种，即无限长冲激响应(IIR)滤波器和有限长冲激响应(FIR)滤波器。
IIR数字滤波器具有无限宽的冲激响应，与模拟滤波器相匹配，所以IIR滤波器的设计可以采取在模拟滤波器设计的基础上进一步变换的方法。
其设计方法主要有经典设计法、直接设计法和最大平滑滤波器设计法。
FIR数字滤波器的单位脉冲响应是有限长序列。
它的设计问题实质上是确定能满足所要求的转移序列或脉冲响应的常数问题，设计方法主要有窗函数法、频率采样法和等波纹最佳逼近法等。
在对滤波器实际设计时，整个过程的运算量是很大的。
设计阶数较高的IIR 滤波器时，计算量更大，设计过程中改变参数或滤波器类型时都要重新计算。
设计完成后对已设计的滤波器的频率响应要进行校核。
要得到幅频、相频响应特性，运算量也是很大的。
平时所要设计的数字滤波器，阶数和类型并不一定是完全给定的，很多时候要根据设计要求和滤波效果不断地调整，以达到设计的最优化。
基于MATLAB的数字信号处理应用研究
基于MATLAB的数字信号处理应用研究数字信号处理（DSP）是指使用数字技术对模拟信号进行采样、量化、编码及数字信号滤波、变换等处理的过程。
DSP技术已经广泛应用于音频、图像、视频、通信、控制、生物医学和雷达等领域。
而MATLAB作为一款优秀的科学计算软件，自带Signal Processing Toolbox，提供了许多丰富的数字信号处理函数和工具箱，使得基于MATLAB的数字信号处理应用变得越来越容易。
I. 数字信号的采集与预处理数字信号处理的第一步是采集信号，通常采用模拟信号经过模数转换器（ADC）转换成数字信号的方式进行。
采样周期是指采集到一组样本之间的时间间隔，决定了信号的频率分辨率和时间分辨率。
快速傅里叶变换（FFT）是一种将时域信号转换为频域信号的方法，可以获得信号的频域信息，也是数字信号处理中经典的算法之一。
II. 数字滤波数字滤波是信号处理中常用的技术之一，可以去除噪声并增强信号的特定频段。
滤波器通常根据其频率响应特性分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
MATLAB提供了不同类型的滤波器设计函数和滤波器工具箱，可以快速地实现数字滤波。
III. 数字信号变换数字信号变换是将时域信号转换为频域信号，以及将频域信号或时域信号转换为其他形式的信号，如脉冲响应、单位取样响应和传输函数等。
经典的数字信号变换算法包括离散傅里叶变换（DFT）、离散余弦变换（DCT）和小波变换（WT）。
MATLAB 提供了许多变换函数和工具箱，使得数字信号变换在MATLAB平台上可以快捷且方便地实现。
IV. 数字信号分析与可视化在数字信号处理中，对信号的理解和分析非常重要。
MATLAB 提供了信号分析工具箱、信号处理工具箱和信号统计工具箱等，可以对信号进行自谱密度估计、互相关分析、频谱分析和小波分析等操作。
此外，MATLAB也可以用于数字信号的可视化，可以通过绘制时域波形图和频域波形图来帮助用户更好地理解和分析信号。
基于Matlab的数字信号处理课程设计课程报告
基于Matlab的数字信号处理课程设计一、课程设计目的：1．熟悉Matlab运行环境，熟练使用Matlab语言进行编程，进行数字信号处理。
2．全面复习数字信号课程所学理论知识，巩固所学知识重点和难点，将理论与实践很好地结合起来。
3．提高综合运用所学知识独立分析和解决问题的能力；二、MATLAB简介MATLAB是功能强大的科学及计算软件，它不但具有以矩阵计算为基础的强大数学计算和分析功能，而且还具有丰富的可视化图形表现功能和方便的程序设计能力。
MATLAB的应用领域极为广泛，除了数学计算和分析外，还被广泛地应用于自动控制、系统仿真、数字信号处理、图形图像分析、数理统计、人工智能、虚拟现实技术、通信工程、金融系统等领域，因此，MATLAB是面向21世纪的计算机程序设计及科学计算语言。
三、MATLAB的主要组成部分MATLAB系统包括5个主要部分：（1）开发环境MATLAB开发环境由一组工具和组件组成，这些工具是图形化的用户界面，包括MATLAB桌面和命令窗口、命令历史窗口、帮助信息浏览器、文件和搜索路径浏览器。
（2）MATLAB数学函数库MATLAB集成了丰富的数学函数库，其强大的计算能力覆盖了从基本函数（如求和、正弦、余弦和复数运算等）到高级函数（如矩阵求逆、矩阵特征值、贝塞尔函数和快速傅立叶变换等）的范围。
（3）MATLAB语言MATLAB语言是一种以矩阵运算为基础的高级语言，包括控制流的描述、函数、数据结构、输入输出及面向对象的编程环境，既可以编制快速使用小程序，也可以编制大型复杂的应用程序。
（4）图形功能MATLAB提供了功能强大的图形系统，既可以用高级命令完成二维和三维数据的可视化、图像处理、动画和图形表达等功能，也可以通过使用图形句柄完成复杂的图形功能，实现对所有图形对象的操作。
（5）应用程序接口（API）MATLAB还提供了应用程序接口库函数，允许用户使用C或FORTRAN语言编写程序与MATLAB连接，功能包括与MATLAB的动态连接、调用MATLAB作为运算引擎、读写MAT文件等。
基于MATLAB的数字信号处理算法及应用研究
基于MATLAB的数字信号处理算法及应用研究一、引言数字信号处理是现代通信、雷达、生物医学工程等领域中不可或缺的重要技术之一。
MATLAB作为一种强大的科学计算软件，被广泛应用于数字信号处理领域。
本文将探讨基于MATLAB的数字信号处理算法及其在实际应用中的研究和发展。
二、数字信号处理基础1. 数字信号与模拟信号在数字信号处理中，信号可以分为模拟信号和数字信号两种类型。
模拟信号是连续变化的信号，而数字信号是离散的信号，通常通过采样和量化得到。
2. 采样与量化采样是指将连续时间的模拟信号转换为离散时间的数字信号，而量化则是将连续幅度的模拟信号转换为离散幅度的数字信号。
3. 傅里叶变换傅里叶变换是数字信号处理中常用的数学工具，可以将时域信号转换为频域表示，从而方便进行频域分析和处理。
三、MATLAB在数字信号处理中的应用1. MATLAB工具箱MATLAB提供了丰富的工具箱，如Signal Processing Toolbox、Communications Toolbox等，这些工具箱包含了各种数字信号处理算法和函数，极大地方便了工程师和研究人员进行数字信号处理相关工作。
2. 数字滤波器设计MATLAB提供了多种设计数字滤波器的函数和工具，包括FIR滤波器和IIR滤波器等，工程师可以根据需求选择合适的滤波器类型并进行设计和实现。
3. 频谱分析利用MATLAB可以对信号进行频谱分析，包括功率谱密度估计、频谱图绘制等操作，帮助工程师深入了解信号的频域特性。
4. 数字滤波器实时仿真MATLAB可以实现数字滤波器的实时仿真，工程师可以通过调整滤波器参数和观察输出结果来验证算法设计的正确性和有效性。
四、基于MATLAB的数字信号处理算法研究1. 数字滤波算法优化研究人员通过MATLAB平台对数字滤波算法进行优化和改进，提高了滤波器性能和运算效率，使其在实际应用中更加稳定和可靠。
2. 自适应滤波算法研究基于MATLAB，研究人员提出了各种自适应滤波算法，如最小均方（LMS）算法、最小均方差（RLS）算法等，这些算法能够根据输入信号自动调整滤波器参数，适用于复杂环境下的信号处理。
基于Matlab的数字信号处理综合性实验设计
基于Matlab的数字信号处理综合性实验设计
沈媛媛
【期刊名称】《实验室研究与探索》
【年(卷),期】2009(028)008
【摘要】针对数字信号处理实验课程教学情况,以巩固学生理论知识,提高实际动手能力为目的,利用Matlab软件平台,对"数字信号处理"课程的综合性实验设计进行了探讨和研究.通过综合性实验的设计,使学生深刻地掌握信号处理的方法,培养学生的创新能力和实际动手能力.
【总页数】3页(P60-61,73)
【作者】沈媛媛
【作者单位】长江大学,电子信息学院,湖北,荆州,434023
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.7
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3.基于Matlab的"数字信号处理"课程实验设计 [J], 易婷
4.基于MATLAB的数字信号处理综合性设计性实验探讨 [J], 唐建锋;游开明;陈列尊
5.基于Matlab的数字信号处理综合实验设计 [J], 王路露;陈英;刘光灿
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基于matlab数字信号处理实验平台设计设计
本科毕业设计论文题目：基于matlab数字信号处理实验平台设计摘要matlab 软件是由MathWork 公司于1984 年推出的数学软件，最早的开发理念是提供一套完善的矩阵运算命令，随着数值运算需求的演变，Matlab 已经成为各种系统仿真，数字信号处理和可视化的标准语言，已是目前国际上最为流行的软件之一。
它是众多科研工作者和工程设计人员的首选工作平台，掌握 Matlab 的使用，对于拓宽学生就业选择面，也有较大帮助。
数字信号处理是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。
它是把数字或符号表示的序列，通过计算机或专用处理设备，用数字的方式进行处理，以达到更符合人们要求的信号形式。
它可以将自然界的模拟、连续的信号进行抽样、量化转换为数字信号，再进行滤波、变换、估值、增强、压缩、及识别等处理。
随着计算机技术和大规模集成电路的飞速发展，数字信号处理技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。
本文主要是介绍matlab在数字信号处理中的运用，包括用matlab表示和实现离散时间和系统。
典型信号的产生和信号运算子函数，在数字信号处理理论和matlab信号处理工具箱的基础上编写子函数，子函数包括:信号的加、乘、位移和卷积运算.matlab在Z变换、傅立叶变换中的应用。
用matlab实现极点留数分解、Z 反变换、求数字滤波器的频率响应、绘制滤波器的零极点图、快速傅里叶变换和反变换、线性调频Z 变换、离散余弦正变换和反变换等。
基于matlab 的IIR数字滤波器的设计。
基于matlab的FIR滤波器的设计。
本文的目的是把实验器材搬上电脑屏幕上，由于时间有限，本文只是用matlab设计一个简单的平台，这个平台可以一些简单的数字信号处理实验。
关键词：matlab，数字信号处理，新兴ABSTRACTMatlab software is launched in 1984 MathWork mathematical software. The first development philosophy is to provide a complete matrix operations command.With the evolution of numerical computing needs, matlab has become a variety of system simulation, digital signal processing and visualization of the standard language.It is the international one of the most popular software.With a wide range of systems analysis to solve problems,it is one of many scientists and engineers working platform of choice for designers and master the use of matlab, and is helpful to students to broaden employment options for the surface.Digital signal processing is a widely used but many disciplines involved in many areas of emerging disciplines. It is the sequence of numbers or symbols, or special handling by computer equipment, processed using digital means to achieve more in line with the requirements of the signal form of the people.It can be analog in nature, continuous signal sampling, quantization is converted to digital signals, then the filter, transform, valuation, enhancement, compression, and recognition processing.With the computer technology and the rapid development of large scale integrated circuit, digital signal processing technology has also been rapid development and wide application.Matlab in this paper is to introduce the use of digital signal processing,including the use of the discrete time representation and matlab and systems. A typical signal generation and signal operation Functions, in digital signal processing theory and signal processing toolbox of matlab based on the preparation of Functions, Functions include: the signal of the addition, multiplication, shift and parity Convolution. matlab in the Z transform, Fourier transform of. Achieved by pole residues decomposition matlab, Z inverse transform, find the digital filter frequency response, pole-zero filter to draw maps, fast Fourier transform and inverse transform, chirp Z transform, discrete cosine transform and inverse transform is And so on. IIR digital filter design based on matlab. FIR filter design based on matlab.it is to test equipment onto a computer screen, due to time constraints, this is just a simple design with matlab platform, the platform can be some simple digital signal processing experiments.Keywords: matlab, digital signal processing, new目录第一章绪论 (4)1.1研究的意义和背景 (4)1.2研究的目的 (4)1.3研究的内容 (5)1.4国内外研究发展情况 (5)第二章matlab的介绍 (7)2.1 matlab 简介 (7)2.2 matlab语言的发展历程和影响 (7)2.3 matlab语言的特点 (7)2.4 matlab的工作环境 (8)2.5 工作环境的特点 (8)第三章用MATLAB表示和实现离散时间系统 (9)3.1时域离散系统 (9)3.1.1系统的线性性质 (9)3.1.2系统的时不变特性 (9)3.1.3系统的因果性 (9)3.1.4系统的稳定性 (9)3.1.5系统的冲激响应 (10)3.1.6卷积的性质 (10)3.2 matlab在离散系统中的应用 (10)3.2.1 matlab 在离散系统时域分析中的应用 (10)3.2.2 Matlab 在离散系统Z 域分析中的应用 (12)3.2.3DCT变换及在matlab中的实现 (16)3.3本章小结 (17)第四章基于matlab数字信号处理虚拟实验仿真平台的实现 (18)4.1界面的设计方法 (18)4.1.1句柄图形及图形用户界面 (18)4.1.2 GUIDE的设计过程 (18)4.1.3基于matlab的数字信号处理虚拟实验仿真平台主界面 (19)4.2实验仿真平台的特点 (28)4.3本章小结 (28)第五章总结与展望 (30)5.1总结 (30)5.2展望 (30)参考文献 (32)致谢 (33)毕业设计小结 (34)第一章绪论1.1研究的意义和背景matlab是一个高性能的科学计算软件，广泛应用于数学计算、算法开发、数学建模、系统仿真、数据分析处理及可视化、科学和工程绘图、应用系统开发等。
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第 ２ ７卷 第 ３期
２００ ６年 ６ 月
衡 阳师 范 学 院学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＨｅ ｇ ａ ｇ Ｎｏ ｍａ ｉ ｅ ｓｔ ｏ ｒ ａ ｎ ｙ ｎ ｒ ｌ ｏ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｙ
ＮＯ Ｖｏ． ７ ．３ １ ２
ｘ＝ｘ １ １ ＋ ０＊ｓ ｎ （ ｉ ２＊ｐ ＊２ ０ ｉ ０ ０＊ｔ ； ）
ｓ ｏｕｎ （ｘｌ， Ｆｓ ｄ ）；
然” ；其 次 可 以 充 分 调 动 学 生 主动 学 习 的积 极 性 ，提 高 学 生 钻研 科 学 的兴 趣 ， 由 “ 我 做 ” 转 变 为 “ 要 做 ” 要 我 ，改 善 教
学效 果 ；第 三 ，可 以充 分 发 挥 学 生 的 主 观 能 动 性 ，更 有 利
于培 养他 们 独 立 思 考 、善 于 创 造 、综 合运 用 知 识 的 能力 。
通 过 扬 声 器 可 以 明 显 听 到 “ 学 们 好 ” 的声 音 下 伴 随 同
较 尖 锐 的 干扰 啸 叫 声 。 对 原 始 语 音 信 号 和受 噪 声 干 扰 的 信
信 号 进 行 采 样 并 混 进 加 性 噪 声 ，用 Ｆ Ｔ进 行 频 谱 分 析 ，根 Ｆ 据 含 噪 信 号 的频 谱 ，用 窗 函数 法 或 双线 性 变 换 法 设 计 相 应 的数 字 滤 波 器 进 行 滤 波 ，得 出 滤 波 前 后 的 频 谱 ，分 析 信 号
的变 化 。下 面 我 们 探 讨 该 实 验 项 目的过 程 。
空间 。 ．
２ 综 合性 设计 性实 验特 点
综 合性 、设 计 性 实 验 （也 可 以称 “ 程 设 计 ” 课 ）一 般 是 为 高 年级 学 生安 排 的 实 验 课 程 ，要 求 学 生 具 有 一 定 量 的 专 业 知 识 ，通 过 综 合性 、设 计 性 的 实 验 训 练 ， 首 先 可 以 使 学
３ １ 采 集 语 音 信 号 及 信 号 采 样 ．
都 很 强 的 主 干 课 程 ，该 课 程 一 般 安 排 在 三 、 四 年 级 ，学 生
在 学 习 该 课 程 时 ，普 遍 感 到 概 念 抽 象 ，公 式 繁 多 。 因 此 ， 如 果 在 实 验 课 程 中让 学 生 动 手 动 脑 进 行 一 些 综 合 性 设 计 性 实 验 ，则 可 帮 助 学 生 理 解 与 掌 握 课 程 中 的 基 本 概 念 ，基 本
ｙｌ— ｆｔ （ｘ ｉ １． Ｆｓ ）：
收 稿 日期 ：２ ｏ 一 Ｏ — ２ ｏ６ ２ １ 基 金 项 目 ：衡 阳师 范 学 院教 学 研 究 资 助 项 目 （ 院教 通 （ ０ ４ ７号 ） ２ ０ ）５
Ｊ ｎ ．２ ｕ ｅ ００６
基于 ＭＡ Ｌ Ｂ的数字信号处理综合性设计性实验探讨 ＴＡ
唐 建锋 ，游 开 明 ，陈 列 尊
（ 阳师 范学 院 物理 与 电子 信息 科 学系 ，湖 南 衡 阳 衡
摘
４ １０ ） ２ ０ ８
要 ： 阐述 了综 合 性 设 计 性 实验 的 特 点 ，探 讨 了基 于 ＭＡＴＬ ＡＢ的 数 字 信 号 处 理 综 合 性 设 计 性 实验 的 方 法 和
［ ， ｓＮｂｔ］ ｘＦ ， ｉ 一ｗａｒａ （ｔｎ ｘ ｅ ｎ ａ ． ａ ’ ； ｓ ｖｅｄ ‘ ｇ ｕｍｅ ｈｏ ｗ ｖ ） ｏ
得 到 声 音 数 据 变 量 Ｘ 同 时 也 把 Ｘ的 采 样 频 率 Ｆ 一 ， ｓ ８ ＫＨＺ和 数 据 位 Ｎｂｔ 一 ８ Ｉ 放 进 了 ＭＡＴ Ａ 的 工 作 ｉ ｓ ＢＴ Ｌ Ｂ
３ 数 宇信 号处理 综合 性设 计性 实验
我 们 以数 字 信 号 处 理 课 程 中 ，用 Ｆ Ｔ 进 行 频 谱 分 析 及 Ｆ 数 字 滤 波 器 的设 计 为 例 ，来 进 行 综 合 性 设 计 性 实 验 的 探 讨 。
号进 行 Ｆ Ｔ频 谱 分 析 ： Ｆ
ｙ— ｆｔ （ ｆ Ｘ， Ｆｓ ）；
步骤 ， 实践 表 明 ：在 数 字信 号 处理 课 程 中 开设 综 合 性 设 计 性 实 验 ，可 以 培 养 学 生 的 求 知 欲 ，拓 宽 知 识 面 ， 提 高 学生 的综 合 能 力 ，培 养 创 新 意识 。
关 键 词 ：综 合 性 设 计 性 实验 ｉｄ ｗ ｎ ｏ ｓ下 的 录 音 机 设 备 ，可 以 采 集 语 音 信 号 ， 得 到 数 据 文 件 ‘ｏ ｇ ｕ ｍｅｈ ｏ ｗａ ’ 在 ＭＡ ｔｎ ｘ ｅ ｎ ａ． ｖ Ｔ—
Ｌ ＡＢ的 搜 索 路 径 下 ，键 入 ：
分 析 方 法 ，提 高 学 生 的 动 手 能 力 ，科 研 能 力 和 创 新 能 力 。 数 字 信 号 处 理 实 验 可 分 为 基 于 ＤＳ 的 硬 件 实 验 和 基 于 Ｐ ＭＡ Ａ ＴＬ Ｂ的 软 件 仿 真 实 验 ，我 们 以 数 字 信 号 处 理 软 件 仿 真实验为例来进行综合性设计性实验探讨。
生 洞 悉科 研 的 一 般 程 序 ， 对 实 验 “ 其 然 ，亦 知 其 所 以 知
３ ２ 构 造 受噪 声 干扰 信 号及 Ｆ Ｔ 频 谱 分 析 ． Ｆ
ｃ ｌ一 １ ＊ ｓｎ （ ０ ｉ ２＊ ｐｉ ２０ ０ ＊ ｔ ＊ ０ ）；
把声 音 数 据 变 量 Ｘ和 干 扰 信 号 变 量 ｃ １相 加 得 含 有 噪 声 的语音信号 ｘ 并播 放 ： １
中图 分 类 号 ：ＴＮ １． ９１７
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１ ７一 Ｏ １ （０ ６一 Ｏ ３ 一 Ｏ ６３ ３３２０） Ｏ８ ２
ｌ 引 言
“ 字 信 号 处 理 ” 是 电子 信 息 专 业 的 一 门理 论 和 实 践 性 数
该 实 验 项 目的构 想 是 ，首 先 采 集 语 音 信 号 ， 对 采 集 的 语 音