数字信号处理课程设计报告
数字信号课程设计报告
一、语音信号去噪处理
1.设计要求:
(1)在windows系统下的录音机录制一段1s左右的语音信号作为原声信号,在MATLAB软件平台下,利用函数wavread对语音信号进行采样,记住采样频率和采样点数;
(2)画出语音信号的时域波形,对采样后的语音进行fft变换,得到信号的频谱特性;对语音信号分别加入正弦噪声和白噪声,画出加噪信号的时域波形和频谱图;
(3)根据对加噪语音信号谱分析结果,确定滤除噪声滤波器的技术指标,设计合适的数字滤波器,并画出滤波器的频域响应;
(4)用所设计的滤波器对加噪的信号进行滤波,在同一个窗口画出滤波前后信号的时域图和频谱图,对滤波前后的信号进行对比,分析信号变化;
(5)利用sound(x)回放语音信号,验证设计效果。
2.设计步骤:
(1)找到7s的语音信号,利用函数wavread对语音信号进行信号读取;(2)计算样本时刻和频谱图的频率,并进行N+1点FFT变换;
(3)加噪声为5000Hz的正弦信号正弦噪声,采用awgn函数加信噪比为10的高斯白噪声;
(4)设计滤波器;
(5)绘出相应的时域、频域图;
(6)利用sound函数进行原始信号的语音播放,加噪声音播放,以及滤波之后的语言播放。
3.设计实现:
(1)时域图与频谱图(加正弦)
录入原始信号的时域图:
加入正弦信号后的时域图:
滤波后的时域图:
录入原始信号的频域图:
加入正弦信号后的频率图:
滤波后的频域图:
采用巴斯低通滤波器滤除正弦波:
(2)具体代码实现:
[x,fs,bits]=wavread('E:\mcpass.wav');%原信号
数字信号处理课程设计-滤波器设计模板
二○一一~二○一二学年第一学期
电子信息工程系
课程设计报告书
班级:电子信息工程0级0 班
课程名称:数字信号处理课程设计
学号:2###5008
姓名:###武
学时学分:1周1学分
指导教师:杨##
二○一二年一月一日
一 课程设计目的
“数字信号处理”课程是信息和通信工程专业必修的专业技术基础课程。课程以信号与系统作为研究对象,研究对信号进行各种处理和利用的技术。通过该课程的学习,学生应牢固掌握确定性信号和系统的分析方法、相关算法、系统实现等的相关知识的,借助于数字滤波器的设计及实现,学生可掌握数字系统的分析以及设计方法。 数字信号处理是理论性和工程性都很强的学科,本课程设计的目的就是使该课程的理论与工程应用的紧密结合, 使学生深入理解信号处理的内涵和实质。
本课程设计要求学生在理解信号处理的数学原理的基础上,应用计算机编程手段,实现一种信号分析或处理的设计,达到对所学内容融会贯通,综合各部分知识,按照题目要求独立设计完成。
二 课程设计任务
滤波器设计:产生一个连续信号,包含低频,中频,高频分量,对其进行采
样,进行频谱分析,分别设计低通,带通,高通滤波器对信号进行滤波处理,观察滤波前后信号的频谱。
三 设计原理
在本设计中,采用了窗函数(哈明窗)法来设计FIR 滤波器,在此主要简述窗函数法设计滤波器的原理:如下
如果希望得到的滤波器的理想频率响应为
)(ω
j d e H ,要求设计一个FIR 数字滤波器频率响应)(ω
j e H 去逼近
)(ωj d e H 。有两种直接的方法实现这种逼近:一种是从时域入手,即窗函数设计法;另一种是从频域入手,即频率采样法。下面介绍用窗函数法设计FIR 数字滤波
dsp综合设计课程设计报告
dsp综合设计课程设计报告
一、教学目标
本课程的教学目标是使学生掌握DSP(数字信号处理器)综合设计的基本理论
和实践技能。通过本课程的学习,学生应能够:
1.知识目标:理解DSP的基本概念、原理和应用;熟悉DSP芯片的内
部结构和编程方法;掌握DSP算法的设计和实现。
2.技能目标:能够使用DSP芯片进行数字信号处理的设计和实现;具
备DSP程序的编写和调试能力;能够进行DSP系统的故障诊断和优化。
3.情感态度价值观目标:培养学生对DSP技术的兴趣和热情,提高学
生的问题解决能力和创新意识,使学生认识到DSP技术在现代社会中的重要
性和应用价值。
二、教学内容
本课程的教学内容主要包括DSP的基本理论、DSP芯片的内部结构和工作原理、DSP程序的设计和调试方法、DSP应用系统的设计和实现等。具体包括以下几个
部分:
1.DSP的基本概念和原理:数字信号处理的基本概念、算法和特点;
DSP芯片的分类和特点。
2.DSP芯片的内部结构:了解DSP芯片的内部结构和工作原理,包括
CPU、内存、接口、外设等部分。
3.DSP程序的设计和调试:学习DSP程序的设计方法,包括算法描述、
程序编写和调试技巧。
4.DSP应用系统的设计和实现:掌握DSP应用系统的设计方法,包括
系统架构、硬件选型、软件开发和系统测试等。
三、教学方法
为了实现本课程的教学目标,我们将采用多种教学方法,包括讲授法、案例分
析法、实验法等。具体方法如下:
1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握DSP的基本理论和原理,引
导学生理解DSP技术的核心概念。
2.案例分析法:通过分析具体的DSP应用案例,使学生了解DSP技术
《数字信号处理》课程设计报告-DFT在信号频谱分析中的应用+窗函数法设计FIR数字低通滤波器
《数字信号处理》课程设计报告
任课教师:
指导教师:
学生学号:6
学生姓名:
所学专业:电子信息工程
2011年06月22日
目录
一、设计题目
二、设计目的
三、设计原理
四、实现方法(包括MATLAB算法原理等)
五、设计内容及要求(含有设计源程序)
六、设计结果及改进建议(画出所有设计曲线,并加以说明)
七、回答思考题
八、设计体会
九、参考文献
一、 设计题目
设计一、DFT 在信号频谱分析中的应用 设计八 、窗函数法设计FIR 数字低通滤波器
二、设计目的
(一)设计一、DFT 在信号频谱分析中应用的原理 1. 熟悉DFT 的性质。
2. 加深理解信号频谱的概念及性质。
3. 了解高密度谱与高分辨率频谱的区别。
(二)设计八 、窗函数法设计FIR 数字低通滤波器 1. 熟悉设计线性相位数字滤波器的一般步骤。 2. 掌握用窗函数法设计FIR 数字滤波器的原理和方法。 3. 熟悉各种窗函数的作用以及各种窗函数对滤波特性的影响。 4. 学会根据指标要求选取合适的窗函数。设计低通FIR 滤波器的指标: 通带最大波动
0.25,
p R dB =,0.2p ωπ
=
阻带最小衰减
50,
s A dB =,
0.3s ωπ=
三、设计原理
(一)设计一、DFT 在信号频谱分析中应用的原理
所谓信号的频谱分析就是计算信号的傅里叶变换。连续信号与系统的傅里叶分析显然不便于直接用计算机进行计算,使其应用受到限制,而DFT 是一种时域和频域均离散化的变换,适合数值运算,成为分析离散信号和系统的有力工具。 工程实际中,经常遇到的连续信号Xa(t),其频谱函数Xa(jW)也是连续函数。数字计算机难于处理,因而我们采用DFT 来对连续时间信号的傅里叶变换进行逼近,进而分析连续时间信号的频谱。
数字信号处理实验报告
数字信号处理实验报告
引言
数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)是一门研究数字信号的获取、分析、处理和控制的学科。在现代科技发展中,数字信号处理在通信、图像处理、音频处理等领域起着重要的作用。本次实验旨在通过实际操作,深入了解数字信号处理的基本原理和实践技巧。
实验一:离散时间信号的生成与显示
在实验开始之前,我们首先需要了解信号的生成与显示方法。通过数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)可以轻松生成和显示各种类型的离散时间信号。
实验设置如下:
1. 设置采样频率为8kHz。
2. 生成一个正弦信号:频率为1kHz,振幅为1。
3. 生成一个方波信号:频率为1kHz,振幅为1。
4. 将生成的信号通过DAC(Digital-to-Analog Converter)输出到示波器上进行显示。
实验结果如下图所示:
(插入示波器显示的正弦信号和方波信号的图片)
实验分析:通过示波器的显示结果可以看出,正弦信号在时域上呈现周期性的波形,而方波信号则具有稳定的上下跳变。这体现了正弦信号和方波信号在时域上的不同特征。
实验二:信号的采样和重构
在数字信号处理中,信号的采样是将连续时间信号转化为离散时间信号的过程,信号的重构则是将离散时间信号还原为连续时间信号的过程。在实际应用中,信号的采样和重构对信号处理的准确性至关重要。
实验设置如下:
1. 生成一个正弦信号:频率为1kHz,振幅为1。
2. 设置采样频率为8kHz。
3. 对正弦信号进行采样,得到离散时间信号。
fundamentalsofdigitalsignalprocessing课程设计
Fundamentals of Digital Signal Processing 课程设计
一、课程设计的目的和意义
数字信号处理是电子信息专业的重要课程之一,是掌握现代信号处理技术的必
修课程。本次课程设计旨在巩固和深化同学们对于数字信号处理的理解和实践能力。通过课程设计,可以帮助学生更好地理解数字信号处理的基本概念、原理和方法,提高学生的实际操作能力,培养工程实践能力和团队协作能力,提高学生的综合素质。
二、课程设计的主要内容
1. 实验器材
1.电脑一台
2.程序集成开发环境Keil uVision5
3.万用表和示波器一台
2. 实验内容
1.基本信号的时间和频域分析
目的:了解基本信号的结构与特性,建立时间域和频域分析方法,为后续信号
处理打下基础。
步骤:
(1)构造三种基本信号:方波,三角波和正弦波。
(2)利用示波器测量信号的时间轴,
(3)利用万用表测量信号的电压幅值,
(4)在Keil uVision5中计算出信号的频谱分布。
2.数字滤波器去噪实验
目的:利用数字滤波器对带有噪声的信号进行去噪。
步骤:
(1)生成1000Hz正弦波作为原始信号。
(2)在信号中加入高斯白噪声进行干扰。
(3)利用FIR滤波器去除干扰后输出滤波后的信号。
(4)测量滤波前、滤波后的信号电压幅值,并对滤波前、滤波后信号的频谱分布进行比较。
3.信号变换实验
目的:理解傅里叶变换和其在实际信号分析中的应用。
步骤:
(1)利用Keil uVision5中的FFT工具对1000Hz正弦波进行傅里叶变换。
(2)观察输出结果并解释其意义。
(3)对另外两种基本波形进行傅里叶变换,并比较其与正弦波的差异。
数字信号处理实验报告完整版[5篇模版]
数字信号处理实验报告完整版[5篇模版]
第一篇:数字信号处理实验报告完整版
实验 1
利用 T DFT 分析信号频谱
一、实验目的
1.加深对 DFT 原理的理解。
2.应用 DFT 分析信号的频谱。
3.深刻理解利用DFT 分析信号频谱的原理,分析实现过程中出现的现象及解决方法。
二、实验设备与环境
计算机、MATLAB 软件环境三、实验基础理论
T 1.DFT 与与 T DTFT 的关系
有限长序列的离散时间傅里叶变换在频率区间的N 个等间隔分布的点上的 N 个取样值可以由下式表示:
212 /0()|()()0 1Nj knjNk NkX e x n e X k k Nπωωπ--====≤≤-∑由上式可知,序列的 N 点 DFT ,实际上就是序列的 DTFT 在 N 个等间隔频率点上样本。
2.利用 T DFT 求求 DTFT
方法 1 1:由恢复出的方法如下:
由图 2.1 所示流程可知:
101()()()Nj j n kn j nNn n kX e x n e X k W eNωωω∞∞----=-∞=-∞=⎡⎤==⎢⎥⎣⎦∑∑∑由上式可以得到:
IDFT DTFT
第二篇:数字信号处理实验报告
JIANGSU
UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
数字信号处理实验报告
学院名称:电气信息工程学院
专业:
班级:姓名:学号:指导老师:张维玺(教授)
2013年12月20日
实验一离散时间信号的产生
一、实验目的
数字信号处理系统中的信号都是以离散时间形态存在的,所以对离散时间信号的研究是数字信号的基本所在。而要研究离散时间信号,首先需要产生出各种离散时间信号。使用MATLAB软件可以很方便地产生各种常见的离散时间信号,而且它还具有强大绘图功能,便于用户直观地处理输出结果。
IIR数字信号处理课程设计
目录
1.课程设计目的及意义 (1)
2.IIR数字滤波器的基本理论 (1)
3.设计内容 (2)
3.1 IIR数字滤波器的设计两种方法 (2)
3.2两种工程上最常用的变换法 (3)
3.3设计步骤 (5)
3.4 MATLAB程序及结果 (6)
4.总结 (13)
参考书目 (14)
1.课程设计目的及意义
了解两种工程上最常用的变换方法:脉冲响应不变法和双线性不变法。掌握双线性不变法设计IIR 数字滤波器的原理及具体设计方法。熟悉用双线性变换法设计低通、高通、带通和带阻IIR 数字滤波器程序,观察用双线性法设计的滤波器的频域特性,了解双线性变换法的特点。
2.IIR 数字滤波器的基本理论
数字滤波器是对数字信号实现滤波的线性时不变系统。数字滤波实质上是一种运算过程,实现对信号的运算处理。输入数字信号(数字序列)通过特定的运算转变为输出的数字序列,因此,数字滤波器本质上是一个完成特定运算的数字计算过程,也可以理解为是一台计算机。描述离散系统输出与输入关系的卷积和差分方程只是给数字信号滤波器提供运算规则,使其按照这个规则完成对输入数据的处理。时域离散系统的频域特性: ()()()ωωωj j j e H e X Y =e ,其中()ωj Y e 、
(
)ω
j e
X 分别是数字滤波器的输出序列和输入序列的频域特性(或称为频谱特
性),()ωj H e 是数字滤波器的单位取样响应的频谱,又称为数字滤波器的频域响应。输入序列的频谱()ωj e X 经过滤波后()()ωωj j e H X e ,因此,只要按照输入信号频谱的特点和处理信号的目的, 适当选择()ωj H e ,使得滤波后的()()ωωj j e H X e 满足设计的要求,这就是数字滤波器的滤波原理。
数字信号处理课程设计
60
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0.5
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0
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小结
(1)在时域求系统响应的方法有两种,第一种是通过解差分 方程求得系统输出;第二种是已知系统的单位脉冲响应,通 过求输入信号和系统单位脉冲响应的线性卷积求得系统输 出。 (2)检验系统的稳定性,其方法是在输入端加入单位阶跃 序列, 观察输出波形,如果波形稳定在一个常数值上,系 统稳定,否则不稳定。
FIR的设计原理
方法一:窗函数法 窗函数法设计FIR滤波器的基本思想是在时域逼近理想滤 波器的单位脉冲响应。是用理想滤波器的频率响应Hd (ej ) 求出hd [k],再在hd [k]的上加窗,将无限长的hd [k]截断为 h[k]。
流程图
Hd (ejW )
hd [ k ] 1 2π
hd[k]
设计结果图:
输 入 信 号 为 u的 系 统 响 应 0.05
暂态
0
稳态(有界)
-0.05
0
50
100
150
200
250
300
暂态
1 0.5 0 -0.5 -1
稳态
0
50
100
150
200
250
300
取点丌够的情冴
输 入 信 号 为 u的 系 统 响 应 0.05
《数字信号处理》课程设计--基于MATLAB的音乐信号处理和分析
《数字信号处理》课程设计设计题目:基于MATLAB的音乐信号处理和分析
院系:物理工程学院
专业:电子信息科学与技术
学号:
姓名:
一、课程设计的目的
本课程设计通过对音乐信号的采样、抽取、调制解调、滤波、去噪等多种处理过程的理论分析和MATLAB实现,使学生进一步巩固数字信号处理的基本概念、理论以及频谱分析方法和数字滤波器设计方法;使学生掌握的基本理论和分析方法只是得到进一步扩展;使学生能有效地将理论和实际紧密结合;增强学生软件编程实现能力和解决实际问题的能力。
二、课程设计的基本要求
1 学会MATLAB的使用,掌握MATLAB的基本编程语句。
2 掌握在Windows环境下音乐信号采集的方法。
3 掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法。
4 掌握MATLAB设计FIR和IIR数字滤波器的方法。
5 掌握使用MATLAB处理数字信号、进行频谱分析、涉及数字滤波器的编程方法。
三、课程设计内容
实验1音乐信号的音谱和频谱观察
使用windows下的录音机录制一段音乐信号或采用其它软件截取一段音乐信号(要求:时间不超过5s、文件格式为wav文件)
①使用wavread语句读取音乐信号,获取抽样率;(注意:读取的信号时双声道信号,即为双列向量,需要分列处理);
②输出音乐信号的波形和频谱,观察现象;
使用sound语句播放音乐信号,注意不同抽样率下的音调变化,解释现象。
程序如下:
[Y,FS,NBITS]=WAVREAD('怒放的生命 - 汪峰5s'); %读取音乐信号
plot(Y); %显示音乐信号的波形和频谱
数字信号处理课程设计实验报告
数字信号处理课程设计实验报告(基础实验篇)
实验一离散时间系统及离散卷积
一、实验目的和要求
实验目的:
(1)熟悉MATLAB软件的使用方法。
(2)熟悉系统函数的零极点分布、单位脉冲响应和系统频率响应等概念。
(3)利用MATLAB绘制系统函数的零极点分布图、系统频率响应和单位脉冲响应。
(4)熟悉离散卷积的概念,并利用MATLAB计算离散卷积。
实验要求:
(1)编制实验程序,并给编制程序加注释;
(2)按照实验内容项要求完成笔算结果;
(3)验证编制程序的正确性,记录实验结果。
(4)至少要求一个除参考实例以外的实例,在实验报告中,要描述清楚实例中的系统,并对实验结果进行解释说明。
二、实验原理
δ的响应输出称为系统1.设系统的初始状态为零,系统对输入为单位脉冲序列()n
的单位脉冲响应()
h n。对于离散系统可以利用差分方程,单位脉冲响应,以及系统函数对系统进行描述。单位脉冲响应是系统的一种描述方法,若已知了系统的系统函数,可以利用系统得出系统的单位脉冲响应。在MATLAB中利用impz 由函数函数求出单位脉冲响应()
h n
2.幅频特性,它指的是当ω从0到∞变化时,|()|
Aω,
H jω的变化特性,记为()
相频特性,指的是当ω从0到∞变化时,|()|
∠的变化特性称为相频特性,
H jω
ϕω。离散系统的幅频特性曲线和相频特性曲线直观的反应了系统对不同记为()
频率的输入序列的处理情况。
三、实验方法与内容(需求分析、算法设计思路、流程图等)
四、实验原始纪录(源程序等)
1.离散时间系统的单位脉冲响应
clc
clear all
数字信号课程设计.doc
黄冈师院物电学院
《数字信号处理》课程设计报告
项目名称:数字信号处理 ___
专业年级:___ 电子信息科学与技术2010级
学号: 201022340218 学生姓名:田洪普
指导教师:雷学堂
报告完成日期2012 年 6 月 5 日
评阅结果评阅教师
目录
第一章绪论 (3)
1.1.数字信号处理技术的应用 (3)
1.2.课程设计的目的 (3)
1.3.实验内容 (3)
第二章设计原理 (5)
2.1语音信号的采样 (5)
2.2 数字滤波器的设计 (10)
第三章课程设计的过程 (10)
3.1.语音信号的采集: (10)
3.2.语音信号的频谱分析 (11)
3.3. 设计数字滤波器和对信号滤波 (12)
3.4.数字滤波器的设计 (14)
3.5 语音信号滤波后的还原波形 (17)
3.6、结果分析 (19)
第四章设计体会 (20)
第一章绪论
1.1.数字信号处理技术的应用
MATLAB 语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用软件,它可以将声音文件变换为离散的数据文件, 然后利用其强大的矩阵运算能力处理数据,如数字滤波、傅里叶变换、时域和频域分析、声音回放以及各种图的呈现等, 信号处理是MATLAB 重要应用的领域之一。
1.2.课程设计的目的
本课程设计介绍了基于Matlab的对语音信号采集、处理及滤波器的设计,并使之实现的过程。理解与掌握课程中的基本概念、基本原理、基本分析方法,用Matlab进行数字语音信号处理,并阐述了课程设计的具体方法、步骤和内容。综合运用本课程的理论知识进行频谱分析以及滤波器设计,通过理论推导得出相应结论,并利用MATLAB作为工具进行实现,从而复习巩固课堂所学的理论知识,提高对所学知识的综合应用能力,并从实践上初步实现对数字信号的处理。要求利用MATLAB来读入(采集)语音信号,将它赋值给某一向量。再将该向量看作一个普通的信号,对其进行FFT变换实现频谱分析,再依据实际情况对它进行滤波。然后我们还可以通过sound命令来对语音信号进行回放,以便在听觉上来感受声音的变化。
数字信号处理课程设计
数字信号处理课程设计(综合实验)
班级:电子信息工程1202X
姓名:X X
学号:1207050227
指导教师:XXX
设计时间:2014.12.22—2015.1。4
成绩:
评
实验一时域采样与频域采样定理的验证实验
一、设计目的
1。时域采样理论与频域采样理论是数字信号处理中的重要理论.要求掌握模拟信号采样前后频谱的变化,以及如何选择采样频率才能使采样后的信号不丢失信息;
2. 要求掌握频率域采样会引起时域周期化的概念,以及频率域采样定理及其对频域采样点数选择的指导作用。
二、程序运行结果
1。时域采样定理验证结果:
2。频域采样定理验证结果:
三、参数与结果分析
1。时域采样参数与结果分析:对模拟信号
()
a
x t
以T进行时域等间隔理想采样,形成
的采样信号的频谱会以采样角频率Ωs(Ωs=2π/T)为周期进行周期延拓。采样频率Ωs必
须大于等于模拟信号最高频率的两倍以上,才能使采样信号的频谱不产生频谱混叠。
() a
x t
的最高截止频率为500HZ,而因为采样频率不同,得到的x1(n)、x2(n)、x3(n)的长度不同。频谱分布也就不同。x1(n)、x2(n)、x3(n)分别为采样频率为1000HZ、300HZ、200HZ 时候的采样序列,而进行64点DFT之后通过DFT分析频谱后得实验图中的图,可见在采样频率大于等于1000时采样后的频谱无混叠,采样频率小于1000时频谱出现混叠且在Fs/2处最为严重。
2.频域采样参数与结果分析:对信号x(n)的频谱函数进行N点等间隔采样,进行N 点IDFT[()NXk]得到的序列就是原序列x(n)以N为周期进行周期延拓后的主值区序列。对于给定的x(n)三角波序列其长度为27点则由频率域采样定理可知当进行32点采样后进应该无混叠而16点采样后进行IFFT得到的x(n)有混叠,由实验的图形可知频域采样定理的正确性.
数字信号处理课程设计IIR.
吉林建筑工程学院
电气与电子信息工程学院数字信号处理课程设计报告
设计题目:IIR数字滤波器的设计专业班级:信工102
学生姓名:丁航
学号:10210211
指导教师:杨佳吴贺君
设计时间:2013.01.07-2013.01.11
IIR 数字滤波器设计报告
一、设计的作用、目的
目的:课程设计是理论学习的延伸,是掌握所学知识的一种重要手段,对于
贯彻理论联系实际、提高学习质量、塑造自身能力等于有特殊作用。本次课程设
计一方面通过MATLAB 仿真设计内容,使我们加深对理论知识的理解,同时增强
其逻辑思维能力,另一方面对课堂所学理论知识作一个总结和补充。
作用:加深对脉冲响应不变法和双线性变换法设计IIR 滤波器数字滤波器基
本方法的了解,熟悉这一设计的计算机编程。观察用脉冲响应不变法和双线性变
换法设计的数字滤波器和响应模拟滤波器的时域特性和频域特性,比较所涉及的
数字滤波器和响应的模拟滤波器的频域特性,观察脉冲响应不变法设计中产生的
频域混淆现象。学会MATLAB 的使用,掌握运用MATLAB 设计IIR 低通滤波器。 熟
悉Butterworth 滤波器、Chebyshev 滤波器和椭圆滤波器的频率特性。
二、设计任务及要求
通过课程设计各环节的实践,应使学生达到如下要求:
1.掌握双线性变换法及脉冲响应不变法设计IIR 数字滤波器以及窗函数法设计
FIR 数字滤波器的原理、具体方法及计算机编程
2.观察双线性变换法、脉冲响应不变法及窗函数法设计的滤波器的频域特性,了
解各种方法的特点
3.用MATLAB 画出三种方法设计数字滤波器的幅频特性曲线,记录带宽和衰减量,
数字信号处理课程设计
1 软件基础
1.1软件简介
MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
MATLAB在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指,可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多,并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,C++,JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用,此外许多的MATLAB提供了一些经典的程序,用户可以直接进行下载就可以用。
1.2软件特点
MATLAB具有以下几个特点:
1友好的工作平台和编程环境
2简单易用的程序语言
3强大的科学计算机数据处理能力
4出色的图形处理功能
数字信号处理课程设计--基于DSP 的 FIR 数字滤波器的设计
数字信号处理课程设计报告
设计题目:基于DSP 的 FIR 数字滤波器的设计
专业班级
学号
学生姓名
指导教师
教师评分
目录
一、摘要 (1)
二、概述 (2)
三、系统设计 (3)
3.1 DSP 系统原理框图 (3)
3.2 DSP 系统各部分分析 (4)
四、硬件设计 (5)
4.1 硬件整体电路及框图 (5)
4.2 硬件各部分组成简介 (6)
五、软件设计 (10)
5.1 FIR 数字滤波器的基本网络结构 (10)
5.2 FIR 数字滤波器的设计 (10)
5.2.1 FIR 滤波器的主要特点 (10)
5.2.2 FIR 滤波器设计方法 (10)
5.2.3 窗函数法设计的基本思想 (11)
5.2.4 用窗函数设计FIR滤波器的步骤 (12)
5.3 FIR数字滤波器的MATLAB的实现 (13)
5.3.1 Matlab软件介绍 (13)
5.3.2 用Matlab实现FIR数字滤波器的几种方法 (13)
5.4 FFT参数的计算 (17)
5.5 DSP程序流程图 (17)
六、实验结果 (19)
七、个人总结 (21)
八、参考文献 (22)
附件: (23)
数字信号处理课程设计
一、摘要
数字滤波器是数字信号处理中最重要的组成部分之一,数字滤波器是由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种算法或装置,可作为应用系统对信号的前期处理。DSP芯片实现的数字滤波器具有稳定性好、精确度高、灵活性强及不受外界影响等特性。因此基于DSP实现的数字滤波器广泛应用于语音图像处理、数字通信、频谱分析、模式识别、自动控制等领域,具有广阔的发展空间。
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抽样定理的应用
摘要
抽样定理表示为若频带宽度有限的,要从抽样信号中无失真地恢复原信号,抽样频率应大于2倍信号最高频率。抽样频率小于2倍频谱最高频率时,信号的频谱有混叠。抽样频率大于2倍频谱最高频率时,信号的频谱无混叠。
语音信号处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音
信号进行处理的新兴学科,是目前发展最为迅速的学科之一,通过语音传递信息是人类最重要,最有效,最常用和最方便的交换信息手段,所以对其的研究更显得尤为重要。
Matlab语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用
软件,它可以将声音文件变换成离散的数据文件,然后用起强大的矩阵运算能力处理数据。这为我们的本次设计提供了强大并良好的环境!
本设计要求通过利用matlab对模拟信号和语音信号进行抽样,通过傅里叶变换转换到频域,观察波形并进行分析。
关键词:抽样Matlab
目录
一、设计目的: (2)
二、设计原理: (2)
1、抽样定理 (2)
2、MATLAB简介 (2)
3、语音信号 (3)
4、Stem函数绘图 (3)
三、设计内容: (4)
1、已知g1(t)=cos(6πt),g2(t)=cos(14πt),g3(t)=cos(26πt),以抽样频率
fsam=10Hz对上述三个信号进行抽样。在同一张图上画出g1(t),g2(t),g3(t)及其抽样点,对所得结果进行讨论。 (4)
2、选取三段不同的语音信号,并选取适合的同一抽样频率对其进
行抽样,画出抽样前后的图形,并进行比较,播放抽样前后的语音。 (6)
3、选取合适的点数,对抽样后的三段语音信号分别做DFT,画图
并比较。 (10)
四、总结 (12)
五、参考文献 (13)
绪论
当今,随着信息时代和数字世界的到来,数字信号处理已成为今一门极其重要的学科和技术领域,数字信号处理技术正飞速发展,它不但自成一门学科,更是以不同形式影响和渗透到其他学科;它与国民经济息息相关,与国防建设紧密相连;它影响或改变着我们的生产、生活方式,因此受到人们普遍的关注数字化、智能化和网络化是当代信息技术发展的大趋势,而数字化是智能化和网络化的基础,实际生活中遇到的信号多种多样,例如广播信号、电视信号、雷达信号、通信信号、导航信号等等。上述这些信号大部分是模拟信号,也有小部分是数字信号。模拟信号是自变量的连续函数,自变量可以是一维的,也可以是二维或多维的。大多数情况下一维模拟信号的自变量是时间,经过时间上的离散化即抽样,完成抽样定理的全过程。
一、设计目的:
1、掌握Matlab的工作环境及其使用。
2、掌握对模拟信号和语音信号的抽样过程。
3、掌握离散傅里叶变换的有关性质,利用Matlab实现DFT变换。
二、设计原理:
1、抽样定理
抽样是时间上连续的模拟信号变成一系列时间上离散的抽样序列的过程。抽样定理要解决的是,能否由此抽样序列无失真的恢复出模拟信号。对一个频带受限的、时间连续的模拟信号抽样,当抽样速度达到一定的数值时,那么根据它的抽样值就能无失真恢复原模拟信号。也就是说,若要传输模拟信号,不一定要传输模拟信号本身,只需要传输有抽样得到的抽样即可。因此,抽样定理是模拟信号数字化的理论依据。抽样的过程是将输入的模拟信号与抽样信号相乘,通常抽样信号时一个周期为T的周期脉冲信号,抽样后得到的信号称为抽样信号。
2、MATLAB简介
MATLAB(矩阵实验室)是MATrix LABoratory的缩写,是一款
由美国The MathWorks公司出品的商业数学软件。MATLAB是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。除了矩阵运算、绘制函数/数据图像等常用功能外,MATLAB还可以用来创建用户界面及与调用其它语言(包括C,C++和FORTRAN)编写的程序。MATLAB是MathWorks公司于1982年推出的一款功能强大、易于使用的高效数值计算和可视化软件,它为进行算法开发、数据计算、信号分析与可视化提供了交互式应用开发环境,主要包括基本数学计算、编程环境(M语言)、数据可视化、GUIDE 等。并附加了大量支持建模、分析、计算应用的工具箱来扩展MATLAB 基本环境,用于解决特定领域的工程问题,如今MATLAB已广泛应用于通信、信号处理、生物医学、自动控制等领域。
3、语音信号
语音信号时一种非平稳的时变信号,它带着各种信息。在语音编码、语音合成、语音识别和语音增强等语音处理中无一例外需要提取语音中包含的各种信息。语音信号分析的目的就在于方便有效的提取并表示语音信号所携带的信息。
4、Stem函数绘图
各种不同的绘图函数分别适用于不同的场合,使用“stem”绘制针状图最简单,从附录中提供的MatLab原代码可以看出,只需要将需要绘制的数据存放在一个数组中,然后将这个数组作为参数传递给
“stem”函数就可以得到输出图形。
三、设计内容:
1、已知g1(t)=cos(6πt),g2(t)=cos(14πt),g3(t)=cos(26πt),以抽样频率fsam=10Hz对上述三个信号进行抽样。在同一张图上画出g1(t),g2(t),g3(t)及其抽样点,对所得结果进行讨论。
(1)、设计思路
模拟信号被抽样通常是按照等时间间隔进行的,模拟信号被抽样后成为抽样信号,它在时间上是离散的但幅值仍然是连续的所以是离散模拟信号。
(2)、设计过程
Matlab源程序代码如下:
k1=0:0.01:2;
k2=0:0.1:2;
g1=cos(6*pi*k1);
g2=cos(6*pi*k2);
subplot(3,2,1);
plot(k1,g1);
axis([0,2,-1.5,1.5]);
title('g1=cos(6*pi*t) 原信号');
xlabel('t');ylabel('g1(t)');
subplot(3,2,2);
stem(k2,g2);
axis([0,2,-1.5,1.5]);