数字信号处理课程设计报告
数字信号处理课程设计报告_3
目录1.设计概述（目的和要求） 32.设计任务 33.设计题目（简要描述三个题目） 44.内容及结果 45.思考及体会14一、课程设计目的及要求数字信号处理是一门理论性和实践性都很强的学科，通过课程设计可以加深理解掌握基本理论，培养学生分析问题和解决问题的综合能力，为将来走向工作岗位奠定坚实的基础，因此做好课程设计是学好本课程的重要教学辅助环节。
本指导书结合教材《数字信号处理教程》的内容，基于MATLAB程序语言提出课程设计的题目及要求，在做课程设计之前要求学生要尽快熟悉MATLAB语言，充分预习相关理论知识，独立编写程序，以便顺利完成课程设计。
二、课程设计任务课程设计的过程是综合运用所学知识的过程。
课程设计主要任务是围绕数字信号的频谱分析、特征提取和数字滤波器的设计来安排的。
根据设计题目的具体要求，运用MATLAB语言完成题目所规定的任务及功能。
设计任务包括：查阅专业资料、工具书或参考文献，了解设计课题的原理及算法、编写程序并在计算机上调试，最后写出完整、规范的课程设计报告书。
课程设计地点在信息学院机房，一人一机，在教师统一安排下独立完成规定的设计任务。
三、课程设计题目根据大纲要求提供以下三个课程设计题目供学生选择，根据实际情况也可做其它相关课题。
1.DFT在信号频谱分析中的应用1. 用MATLAB语言编写计算序列x(n)的N点DFT的m函数文件dft.m。
并与MA TLAB中的内部函数文件fft.m作比较。
2. 对离散确定信号()cos(0.48)cos(0.52)x n n n ππ=+ 作如下谱分析：(1) 截取()x n 使()x n 成为有限长序列N(0≤≤n N -1)，(长度N 自己选)写程序计算出()x n 的N 点DFT ()X k ,并画出相应的幅频图()~X k k 。
(2) 将 (1)中()x n 补零加长至M 点（长度M 自己选），编写程序计算()x n 的M 点DFT 1()X k ,并画出相应的图1()~X k k 。
数字信号处理课程设计报告
数字信号处理课程设计实验报告一、课程设计内容要求1、课程设计题目设计并实现一个流程如图所示的信号处理演示系统，该系统包含信号发生器、频谱分析、滤波器设计、数字滤波和输出信号分析5个主要模块，各模块的具体功能要求如下：1)信号发生器根据信号类型不同可分为两大类：（1）静态型：直接输入测试信号系列。
（2）动态型：输入如下式所示的由多个不同频率正弦信号叠加组合而成的模拟信号公式，指定采样频率和采样点数，动态生成该信号的采样序列，作为测试信号。
100sin（2pif1t）+100sin(2pif2t)+…+100sin(2pifnt)2)频谱分析是用FFT对产生的测试信号进行频域变换，展示其幅频、相频特性，指定需要滤出或保留的频带，通过选择滤波器类型（IIR或FIR），确定对应的滤波器技术指标（低通、高通、带通、带阻）。
3)滤波器设计根据IIR/FIR数字滤波器技术指标设计滤波器，生成相应的滤波器系数，并展示对应的滤波器幅频、相频特性。
(1)IIR DF设计：使用双线性变换法，可选择滤波器类型（巴特沃斯/切比雪夫型）；(2)FIR DF 设计：使用窗口法，可选择窗口类型。
4)数字滤波根据设计的滤波器系数，对测试信号进行滤波，得到滤波后信号。
（1） IIR DF：要求通过差分方程迭代实现滤波，未知初值置0处理；（2） FIR DF：要求通过快速卷积实现滤波，可以选择使用重叠相加或重叠保留法进行卷积运算，并动态展示卷积运算的详细过程。
5)输出信号分析展示滤波后信号的幅频和相频特性，分析是否满足滤波要求。
对同一滤波要求，根据输出信号频谱，对比分析各类滤波器的差异。
2、设计题目要求使用MATLAB编程实现上述信号处理演示系统，具体要求如下：（1）系统应使用图形用户界面（GUI）；（2）系统功能至少包括非语音信号的低通和高通滤波；（3）滤波器设计模块应避免使用MATLAB工具箱函数；（4）IIR DF设计必须可选基于巴特沃斯或切比雪夫1型；（5）FIR DF设计必须可选择各类窗口，且FIR滤波可选长序列卷积方法。
数字信号处理课程设计
目录一、摘要.................................................................................................................................... - 2 -1、DSP简介 ................................................................................................................... - 2 -2、系统框图...................................................................................................................... - 3 -二、概述.................................................................................................................................... - 4 -1、系统框图描述...................................................................................................................... - 4 -2、设计目的.............................................................................................................................. - 4 -三、系统设计............................................................................................................................ - 4 -1、总体方案设计 ........................................................................................................... - 4 -2、设计原理.................................................................................................................... - 4 -四、硬件设计............................................................................................................................ - 6 -1、系统硬件框图.............................................................................................................. - 6 -2、 TMS320C5402简介....................................................................................................... - 6 -3、电源设计...................................................................................................................... - 7 -4、复位电路设计.............................................................................................................. - 7 -5、时钟电路设计.............................................................................................................. - 8 -6、 D/A数据转换通道....................................................................................................... - 8 -7、独立键盘设计.............................................................................................................. - 9 -五、软件设计.......................................................................................................................... - 10 -1、正弦波形产生原理.................................................................................................... - 10 -2、设计方案.................................................................................................................... - 10 -3、中断程序流程图........................................................................................................ - 11 -4、正弦信号发生器程序清单........................................................................................ - 12 -六、实验结果.......................................................................................................................... - 18 -1、CCS工程项目的调试 ............................................................................................... - 18 -2、仿真结果...................................................................................................................... - 18 -七、总结.................................................................................................................................. - 21 -八、参考文献.......................................................................................................................... - 21 -一、摘要1、DSP简介数字信号处理(Digital Signal Processing，简称DSP)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。
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 uVision53.万用表和示波器一台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。
（4）以实际信号为例，进行复杂信号的频域分析。
4.数字信号编码与解码实验目的：了解数字信号编码与解码的基本原理和方法。
步骤：（1）将一个信号利用模拟调制方式（例如AM、FM、PM等）进行调制，并输出模拟信号。
（2）利用AD转换器将模拟信号转换成数字信号。
（3）将数字信号解调还原成模拟信号。
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]](https://img.taocdn.com/s3/m/7b21a71bb5daa58da0116c175f0e7cd184251866.png)
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JIANGSUUNIVERSITY 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。
通过本实验，学生将学习如何用MATLAB产生一些常见的离散时间信号，实现信号的卷积运算，并通过MATLAB中的绘图工具对产生的信号进行观察，加深对常用离散信号和信号卷积和运算的理解。
数字信号处理课程设计
-40 -60 -80 -100 -120 -140
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
等波纹滤波器法设计FIR数字滤波器
Matlab应用的函数
[M,fo,ao,w]=remezord(f,a,dev) 与remez 配合使用，用于算出适合要求的滤波器阶次M ，fo和ao为有 2B个元素的向量，fo是频率轴分点，ao是在这些频率分点上理想的幅 频响应，w是有B个元素的向量，表示各频带的加权值。由于 remezord给出的阶次M有可能偏低，这时需要适当增加M。 f是具有2B个元素的向量，由通带边缘频率和阻带边缘频率构成，dev 若是两个值则为高通或低通，三个值为带通或带阻，由通带和阻带上 的偏差决定 Remez 设计出等波纹滤波器 freqz(B,A,N)：离散系统频响特性 B和A分别为离散系统的系统函数分 子、分母多项式的系数向量，N为正整数 (频率等分点的值 )
60
70
0.5
0
-0.5
0
10
20
30
40
50
60
70
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。
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 n2.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 jωϕω。
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clcclear alla=[1,-0.3];b=[1,-1.6,0.9425];impz(a,b,30);%离散时间系统的冲激响应(30个样值点)title('系统单位脉冲响应')axis([-3,30,-2,2]);2.(1)离散系统的幅频、相频的分析方法21-0.3()1 1.60.9425j j j e H z e e ωωω---=-+clcclear alla=[1,-0.3];b=[1,-1.6,0.9425];%a 分子系数，b 分母系数 [H,w]=freqz(a,b,'whole'); subplot(2,1,1);plot(w/pi,abs(H));%幅度 title('幅度谱');xlabel('\omega^pi');ylabel('|H(e^j^\omega)'); grid on;subplot(2,1,2);plot(w/pi,angle(H));%相位 title('相位谱');xlabel('\omega^pi'); ylabel('phi(\omega)'); grid on;(2)零极点分布图clc; clear all a=[1,-0.3];b=[1,-1.6,0.9425]; zplane(a,b);%零极图 title('零极点分布图')3.离散卷积的计算111()()*()y n x n h n =clcclear all% x=[1,4,3,5,3,6,5] , -4<=n<=2 % h=[3,2,4,1,5,3], -2<=n<=3 % 求两序列的卷积 clear all;x=[1,4,3,5,3,6,5]; nx=-4:2; h=[3,2,4,1,5,3];nh=-2:3;ny=(nx(1)+nh(1)):(nx(length(x))+nh(length(h))); y=conv(x,h);n=length(ny);subplot(3,1,1);stem(nx,x);xlabel('nx');ylabel('x'); subplot(3,1,2);stem(nh,h);xlabel('nh');ylabel('h');subplot(3,1,3);stem(ny,y);xlabel('n');ylabel('x 和h 的卷积')五、实验结果及分析（计算过程与结果、数据曲线、图表等）1.离散时间系统的单位脉冲响应051015202530-2-1.5-1-0.500.511.52n (samples)A m p l i t u d e系统单位脉冲响应2.离散系统的幅频、相频的分析方法00.20.40.60.81 1.2 1.4 1.6 1.82102030幅度谱ωp i|H (e j ω)0.20.40.60.811.21.41.61.82-2-1012相位谱ωp ip h i (ω)-1-0.500.51-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81Real PartI m a g i n a r y P a r t零极点分布图3.离散卷积的计算-4-3-2-1012nxx-2-1.5-1-0.500.51 1.522.53nhh -6-4-20246nx 和h 的卷积六、实验总结与思考实验二 离散傅立叶变换与快速傅立叶变换一、实验目的和要求实验目的：(1)加深理解离散傅里叶变换及快速傅里叶变换概念； (2)学会应用FFT 对典型信号进行频谱分析的方法； (3)研究如何利用FFT 程序分析确定性时间连续信号； (4)熟悉应用FFT 实现两个序列的线性卷积的方法； 实验要求：(1)编制DFT 程序及FFT 程序，并比较DFT 程序与FFT 程序的运行时间。
数字信号处理课程设计
数字信号处理 课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字信号处理的基本概念、原理和方法，掌握其数学表达和物理意义；2. 掌握数字信号处理中的关键算法，如傅里叶变换、快速傅里叶变换、滤波器设计等；3. 了解数字信号处理技术在通信、语音、图像等领域的应用。
技能目标：1. 能够运用所学知识分析数字信号处理问题，提出合理的解决方案；2. 能够运用编程工具（如MATLAB）实现基本的数字信号处理算法，解决实际问题；3. 能够对数字信号处理系统的性能进行分析和优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字信号处理学科的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 培养学生严谨的科学态度和良好的团队协作精神，提高沟通与表达能力；3. 增强学生对我国在数字信号处理领域取得成就的自豪感，树立为国家和民族发展贡献力量的信心。
课程性质：本课程为专业选修课，旨在使学生掌握数字信号处理的基本理论和方法，培养其解决实际问题的能力。
学生特点：学生具备一定的数学基础和编程能力，对数字信号处理有一定了解，但缺乏系统学习和实践经验。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，采用案例教学、互动讨论等教学方法，提高学生的参与度和实践能力。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 数字信号处理基础：包括数字信号、离散时间信号与系统、信号的采样与恢复等基本概念，使学生建立数字信号处理的基本理论框架。
教材章节：第一章 数字信号处理概述2. 傅里叶变换及其应用：介绍傅里叶变换的原理、性质和应用，以及快速傅里叶变换算法。
教材章节：第二章 傅里叶变换及其应用3. 数字滤波器设计：讲解数字滤波器的基本原理、设计方法和性能评价，包括IIR和FIR滤波器。
教材章节：第三章 数字滤波器设计4. 数字信号处理应用案例分析：通过通信、语音、图像等领域的实际案例，使学生了解数字信号处理技术的应用。
数字信号处理课程设计
4实训程序
2.
01
n=0:40;
02
a=2;b=-3;
03
x1=cos(2*pi*0.12*n);
04
x2=cos(2*pi*0.45*n);
05
x=a*x1+b*x2;
06
num=[1 1 1]/3;
07
den=1;
08
ic=[0 1];
09
clf;
10
4实训程序
y1=filter(num,den,x1,ic);
4实训程序
num=[1 1 1]/3;
ic=[0 0];
y1=filter(num,den,x1,ic);
y2=filter(num,den,x2,ic);
yt=[0 0 y1];
d=y2-yt;
n=[n 41 42];
subplot(3,1,1)
stem(n,y2,"filled");
den=1;
9
4实训程序
subplot(3,1,2)
stem(n,yt,"filled");
ylabel('Amplitude');
title('输出的线性组合：a*y_{1}(n)+b*y_{2}(n)');
subplot(3,1,3)
stem(n,d,"filled");
xlabel('Time index n');
stem(n1,x1,"filled")
axis([-3 4 -1 13])
n2=[0 1 2];
（1）
x2=0.5.^n2;
数字信号处理课程设计报告_4
目录一、课程设计的目的 (2)二、数字滤波器的设计步骤 (2)2.2、IIR数字滤波器与FIR数字滤波器的区别 (2)三、IIR数字滤波器 (3)3.1、IIR数字滤波器的特点 (3)3.1.2、IIR数字滤波器采用递归型结构 (3)3.1.3、借助成熟的模拟滤波器的成果 (3)3.1.4、需加相位校准网络 (3)3.2、用双线性法设计IIR数字滤波器 (3)3.3、巴特沃斯低通滤波器的设计 (4)3.4、巴特沃斯高通滤波器的设计 (5)3.4.1、巴特沃斯高通滤波器各参数图形 (5)3.4.2、巴特沃斯高通滤波器滤波效果图 (5)四、FIR数字滤波器 (5)4.1、FIR滤波器的特点 (5)4.2、窗函数法设计FIR数字滤波器 (6)五、程序实例源码 (8)六、问题分析 (12)七、心得体会 (13)八、参考文献 (13)一、课程设计的目的数字滤波是数字信号分析中最重要的组成部分之一，与模拟滤波相比，它具有精度和稳定性高、系统函数容易改变、灵活性强、便于大规模集成和可实现多维滤波等优点。
在信号的过滤、检测和参数的估计等方面，经典数字滤波器是使用最广泛的一种线性系统。
本次课程设计是通过对常用数字滤波器的设计和实现，掌握数字信号处理的工作原理及设计方法；熟悉用双线性变换法设计 IIR 数字滤波器和用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理与方法，掌握利用数字滤波器对信号进行滤波的方法，掌握数字滤波器的计算机仿真方法，并能够对设计结果加以分析。
二、数字滤波器的设计步骤2.1、不论是IIR滤波器还是FIR滤波器的设计都包括三个步骤：(1)按照实际任务的要求，确定滤波器的性能指标。
(2)用一个因果、稳定的离散线性时不变系统的系统函数去逼近这一性能指标。
根据不同的要求可以用IIR系统函数，也可以用FIR系统函数去逼近。
(3)利用有限精度算法实现系统函数，包括结构选择，字长选择等。
2.2、IIR数字滤波器与FIR数字滤波器的区别2.2.1、单位响应IIR数字滤波器单位响应为无限脉冲序列，而FIR数字滤波器单位响应为有限的；FIR滤波器，也就是“非递归滤波器”，没有引入反馈。
数字信号处理课程设计报告
1 绪论1.1设计目的通过本次数字信号处理课程设计，综合运用数字信号处理课程和其他有关课程的理论和生产实际知识去分析和解决具体问题，并使所学知识得到进一步巩固、深化和发展。
学习设计滤波器的一般方法，通过课程设计树立正确的设计思想，提高分析问题、解决问题的能力。
进行设计基本技能的训练，如查阅设计资料和手册、程序的设计、调试等。
1.2设计要求(1)掌握数字信号处理的基本概念，基本理论和基本方法。
(2)熟悉离散信号和系统的时域特性。
(3)掌握序列快速傅里叶变换方法。
(4)学会MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序设计方法。
(5)掌握利用MATLAB对语音信号进行频谱分析。
(6)掌握滤波器的网络结构。
1.3 设计内容1.3.1预习题1、设计卷积运算的演示程序：（1）可输入任意两个序列x1(n)、x2(n)，指定x1(n)为自己的学号，例如x1(n)={2, 0, 1, 0, 5, 7, 0, 5, 0, 2, 0, 1}。
x2(n)的内容和长度自选。
例如x2(n)={0.5, 2.43, 6.17, 12.93, 22.17, 32.25, 40.88, 45.87, 45.87, 40.88, 32.25, 22.17, 12.93, 6.17, 2.43,1.007}。
（2）分别动态演示两个序列进行线性卷积x1(n)*x2(n)和圆周卷积x1(n)⊙x2(n)的过程；要求分别动态演示翻转、移位、乘积、求和的过程；（3）圆周卷积默认使用两个序列中的最大长度，但卷积前可以指定卷积长度N用以进行混叠分析；（4）改变圆周卷积长度N，根据实验结果分析两类卷积的关系；(5)在计算机操作系统中选一段声音文件(XP系统在“C:\WINDOWS\Media”)，读取文件取 10ms的声音数据产生时域序列x1(n)，序列内容自定义。
利用x2(n)={0.5, 2.43, 6.17, 12.93, 22.17, 32.25, 40.88, 45.87, 45.87, 40.88, 32.25, 22.17, 12.93, 6.17, 2.43, 1.007}。
数字信号处理课程设计报告
设计一信号的基本运算一、设计目的熟悉信号的基本运算，通过运用Matlab进行仿真，加深对信号基本运算的理解。
通过对数据的处理，加深对Matlab中数据存取，数值运算，矩阵运算的方式及工作原理的了解。
二、设计原理Matlab是以矩阵为基础的一种软件，其集成了数值运算、矩阵运算、信号处理和图形等众多功能。
其中，对数据的存取都是以矩阵的方式进行的。
Matlab工具箱中提供了很多已经编写好的函数，我们这用些函数的时候只需要从工具箱中调用就可以了，这些函数都十分的方便。
如其中的wavread( )函数，我们可以用来从音频文件中获取数据，然后对这些数据进行运算，然后通过sound( )函数对音频文件进行回放；还有一些特殊矩阵的生成函数，如用函数zeros生成全0矩阵：格式B=zeros(m,n)生成m×n的全0阵；用函数ones生成全1矩阵：格式B=ones(m,n)生成m×n的全1阵；用函数rand生成随机矩阵：格式B=rand(m,n)生成m×n的随机矩阵；用函数eye生成单位阵：格式B=eye(m,n)生成m×n矩阵，其中对角线元素全为1，其他元素为0。
通过类似这样的操作，我们就可以方便的对信号进行相应的处理。
本次实验中，我们对一段音频信号，进行回音的模仿，然后经过上采样和下采样，反转的处理，并演示处理后的效果。
三、设计内容本次实验，我们通过采样得到一段以采样频率为8192Hz的语音信号x（k），然后通过编写Matlab程序对这段语音信号进行回音模仿，采用函数x(k)=x(k)+a*x(k-d),期中d为时延，a为时延信号的衰减幅度。
然后对语音信号进行下采样x(k/2)、上采样x(2k)、反转x(-k)。
下采样即在得到的语音信号的基础上，隔一个k值取一个函数值；上采样，即在得到的信号的基础上进行每两个k值之间进行插值；反转即把得到的信号的k变为-k。
通过这样的处理后，回放语音信号，观察效果，再看处理后的信号的时域波形。
数字信号处理教程课程设计
数字信号处理教程课程设计一、引言数字信号处理（Digital Signal Processing, DSP）是通过数值计算来获取、处理和分析信号的一种技术。
随着现代电子通信技术和嵌入式系统的发展，数字信号处理已经成为了一个重要的研究领域。
本课程设计旨在通过模拟与实验相结合的方式，为学生提供数字信号处理基础知识和实践经验。
这将有助于学生更好地理解和应用数字信号处理技术。
二、课程设计目标本课程设计旨在达到以下目标：1.帮助学生理解数字信号处理的基础知识和概念；2.通过实际操作，让学生掌握数字信号处理技术；3.通过课程设计，提高学生创新思维和解决问题的能力。
三、课程设计内容1. 数字信号处理基础知识•数字信号处理概述•采样定理及其证明•信号离散化•数字滤波器设计•快速傅里叶变换（FFT）及其应用•数字信号处理的应用领域2. 数字信号处理实践本课程的实践环节包括以下内容：•采样定理的验证•信号离散化实验•数字滤波器设计与仿真•FFT算法的实现•数字信号处理应用实例3. 课程设计要求本课程设计要求学生独立完成以下任务：•撰写数字信号处理课程论文•完成数字信号处理相关程序设计•课堂展示数字信号处理应用实例四、课程设计步骤本课程设计分为以下步骤：1. 阶段性目标确定在本课程设计之初，老师会与学生一起确定阶段性目标，以帮助学生理解和掌握数字信号处理基础知识。
2. 数字信号处理理论教学老师将通过讲授数字信号处理基础理论知识，来帮助学生更好地理解数字信号处理技术的基础知识。
3. 实验设计老师将制定实验计划，设计合适的实验，以帮助学生巩固理论，并且将数字信号处理的抽象概念转化为实际的运算过程。
4. 编程与实践操作学生将通过编程和实践操作，来掌握数字信号处理技术，完成实验后还需要撰写数字信号处理课程论文。
五、期望帮助与输出本课程设计采用 Matlab 软件作为编程工具，老师将为学生提供实验数据和相应的代码。
同时，教师将提供必要的帮助和引导，帮助学生顺利完成数字信号处理课程设计任务。
数字信号处理课设报告
目录1 课程设计原理 (1)1.1 冲激响应不变法原理（Impulse invariance） (1)1.2切比雪夫（chebyshev）滤波器 (2)1.2.1 切比雪夫滤波器简介 (2)1.2.2 切比雪夫滤波器原理 (2)1.2.3 Chebyshev有关参数的确定 (4)1.3 Matlab工具 (5)2 切比雪夫滤波器的设计准备 (7)2.1设计所用Matlab函数说明 (7)2.2切比雪夫多项式 (7)3 切比雪夫滤波器的设计 (8)3.1编程原理说明 (8)3.2设计一个切比雪夫Ⅱ型低通滤波器 (8)3.2.1设计目标 (8)3.2.2 设计思路和原理 (8)3.2.3 设计实现代码展示 (8)3.2.4 MATLAB仿真结果 (9)3.2.5 结果分析 (10)3.3设计一个高通Chebyshow型数字滤波器 (12)3.3.1设计目标 (12)3.3.2 设计思路和原理 (12)3.3.3 设计实现代码展示 (12)3.3.4 MATLAB仿真结果 (13)3.3.5 结果分析 (14)3.4设计一个带通切比雪夫数字滤波器 (15)3.4.1 设计目标 (15)3.4.2 设计思路和原理 (15)3.4.3 设计实现代码展示 (15)3.4.4 MATLAB仿真结果 (16)3.4.5 结果分析 (17)4 小结 (18)参考文献 (19)1课程设计原理1.1 冲激响应不变法原理（Impulse invariance ）冲激响应不变法的设计原理是使数字滤波器的单位抽样响应序列h （n ），模仿模拟滤波器的冲激响应g （t ）。
设系统传递函数为G （s ）的模拟滤波器的单位冲激响应g （t ），并将冲激响应g （t ）进行等间隔采样，使得数字滤波器的单位抽样响应h （t ）刚好等于g （t ）的采样值，即：（1-1） 其中Ts 为采样周期。
因为G(s)是模拟滤波器的系统传递函数，故他是该系统冲激响应函数g （t ）的拉普拉斯变换；又设H （z ）是数字滤波器的系统传递函数，从而可的它是数字滤波器的单位抽样响应函数h （n ）的Z 变换。
数字信号处理与应用课程设计
数字信号处理与应用课程设计概述数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）是用数字计算机对模拟信号进行数字化处理的一种技术，广泛应用于音频、图像、视频、通信等领域。
数字信号处理与应用课程设计旨在通过实际项目设计的方式，让学生深入了解数字信号处理的理论和应用。
本设计项目以音频信号处理为主题，通过对音频信号采样、量化、滤波、变换等处理，实现音频信号的噪声消除、均衡器设计、数字音频效果处理等功能。
设计目标本设计项目旨在通过设计实践，实现以下目标：•掌握数字信号处理的基本理论、模型和方法；•掌握音频信号处理的基本技术；•熟悉常用数字信号处理软件的使用；•具备音频信号处理项目设计和实现的能力。
设计流程第一步：音频信号采样与量化音频信号是一种连续的模拟信号，需要通过采样和量化技术将其转换为离散的数字信号，才能进行数学处理。
本设计项目采用MATLAB软件进行音频信号采样和量化。
第二步：数字滤波器设计与实现数字滤波器是数字信号处理的基础，主要功能是滤波和增强信号。
本设计项目采用MATLAB软件对数字滤波器的设计和实现进行了演示，学生需要根据项目要求设计和实现数字滤波器。
第三步：噪声消除与音频均衡器设计实现噪声消除和音频均衡器设计是本设计项目的重点。
学生需要根据项目要求，使用MATLAB软件实现噪声消除和音频均衡器的设计和实现。
第四步：数字音频效果处理数字音频效果处理是数字信号处理的重要应用之一，常用于音频设备和音乐制作等领域。
本设计项目将涉及数字音频效果处理的详细介绍和相关算法的实现。
第五步：项目完整性测试与分析设计完成后，需要对项目进行完整性测试，检查项目的正确性和可靠性。
并通过分析结果，对项目的优化和改进进行讨论和探究。
设计结论通过数字信号处理与应用课程设计的实践项目，学生对数字信号处理的基本理论、模型和方法有了更深入的了解，同时还掌握了音频信号处理的基本技术和常用数字信号处理软件的使用。
数字信号处理课程设计报告
目录一、课程设计要求二、设计过程（1）设计题目（2）设计源代码（3）设计结果（4）结果分析三、设计总结与心得体会四、课程设计指导书一、课程设计要求1、课程设计指导书①《数字信号处理（第二版）》，丁玉美等，西安电子科技大学出版社；②《MATLAB 及在电子信息课程中的应用》，陈怀琛等，电子工业出版社。
2、课程设计内容：⑴语音信号去噪处理主要要求：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。
⑵语音信号的延时和混响主要要求：1)利用Windows下的录音机或其他软件，录制一段自己的语音信号，时间控制在1s左右，并对录制的信号进行采样；2)语音信号的频谱分析，画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；3)将信号加入延时和混响，再分析其频谱，并与原始信号频谱进行比较；4)设计几种特殊类型的滤波器：单回声滤波器，多重回声滤波器，全通结构的混响器，并画出滤波器的频域响应；5)用自己设计的滤波器对采集的语音信号进行滤波；6)分析得到信号的频谱，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化；7)回放语音信号。
⑶数字滤波器的设计及实现主要要求：1)调用信号产生函数mstg产生三路抑制载波调幅信号相加构成的复合信号st，观察st的时域波形和幅频特性曲线；2)由要求将st中的三路调幅信号分离，通过观察st的幅频特性曲线，分别确定可以分离st中三路抑制载波单频调幅信号的三个滤波器（低通滤波器、带通滤波器、高通滤波器）的通带截止频率和阻带截止频率，要求滤波器的通带最大衰减为0.1dB，阻带最小衰减为60dB；3)编程调用MATLAB滤波器设计函数分别设计这三个数字滤波器，并绘图显示其幅频特性曲线；4)调用滤波函数filter，用所设计的三个滤波器分别对复合信号st进行滤波，分离出st中的三路不同载波频率的调幅信号，并绘图显示滤波后信号的时域波形和频谱，观察分离效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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]);title('g1=cos(6*pi*t) 抽样频率fsam=10Hz'); xlabel('k');ylabel('g1[k]');k3=0:0.01:2;k4=0:0.1:2;g3=cos(14*pi*k3);g4=cos(14*pi*k4);subplot(3,2,3);plot(k3,g3);axis([0,2,-1.5,1.5]);title('g2=cos(14*pi*t) 原信号');xlabel('t');ylabel('g2(t)');subplot(3,2,4);stem(k4,g4);axis([0,2,-1.5,1.5]);title('g2=cos(14*pi*t) 抽样频率fsam=10Hz'); xlabel('k');ylabel('g2[k]');k5=0:0.001:2;k6=0:0.1:2;g5=cos(26*pi*k5);g6=cos(26*pi*k6);subplot(3,2,5);plot(k5,g5);axis([0,2,-1.5,1.5]);title('g3=cos(26*pi*t) 原信号');xlabel('t');ylabel('g3(t)');subplot(3,2,6);stem(k6,g6);axis([0,2,-1.5,1.5]);title('g3=cos(26*pi*t) 抽样频率fsam=10Hz'); xlabel('k');ylabel('g3[k]');得出仿真图如下：由图比较可知：当抽样频率相等时，原信号频率越高，越难恢复。
虽然信号时域表达式不同，但在以抽样频率fm=10Hz抽样后，各离散信号具有相同的时域表达式，所以当抽样频率过小时，所得离散信号可能存在较大失真，无法反映原信号的特征，所以在给定一个信号后，我们应给出合适的抽样频率，抽样频率过小时失真较多，抽样频率过大时又造成了浪费，抽样信号符合我们给定的要求即可，这样得到的信号才能在最大程度保留原信号的特征的基础上节约资源。
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。
（1）、实现步骤a）、语音信号的获取应用windows下录音机或其它软件，录制一段自己的语音信号，时间控制在5s左右，保存为wav文件。
[x,fs,bits]=wavread('平凡之路.wav')后得到：Fs = 44100b）、wav信号的频谱分析首先画出语音信号的时域波形，然后对于语音信号进行频谱分析。
在MATLAB中，利用函数fft对信号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性。
n = length (y) %求出语音信号的长度Y=fft(y,n); %傅里叶变换c）、wav信号的抽样根据wav信号的频谱特点，设计一个抽样函数并与wav语音信号相乘，便可以进行抽样，调节不同频率fs，得到抽样后的信号及频谱。
Matlab抽样信号程序代码：n=1:10;fs=44100;T=1/fs;L(n)=1;z=stem(n,L(n));plot(z);axis([0 10 0 1]);xlabel('显示的个数n');ylabel('幅度y');legend('抽样脉冲信号');抽样函数图形如下所示：d）、对声音的回放在MATLAB中，函数sound可以对声音进行回放，可以感觉抽样前后的声音有变化sound(y,Fs,nbits); %回放语音信号（2）、设计过程Matlab源程序代码如下：clear all;[x,fs,bits]=wavread('平凡之路.wav');sound(x,fs);figureplot(x);xlabel('时间t');ylabel('幅度A');legend('原始语音信号')n=1:30;fs=94100;T=1/fs;L(n)=1;figurez=stem(n,L(n));axis([0 30 0 1]);xlabel('显示的个数n');ylabel('幅度y');legend('抽样脉冲信号');sound(x*z,fs);figureplot(x*z);xlabel('时间t');ylabel('幅度y');legend('抽样后信号图');N1=length(x);f1=fft(x);w1=2/N1*[0:N1/2-1];figuresubplot(2,1,1);plot(w1,abs(f1(1:N1/2)));legend('抽样前声音信号的频谱'); xlabel('频率x');ylabel('幅度y');N2=length(x*z);f2=fft(x*z);w2=2/N2*[0:N2/2-1];subplot(2,1,2);plot(w2,abs(f2(1:N2/2)));legend('抽样后声音信号的频谱'); xlabel('频率x');ylabel('幅度y');图示：由图可知：当抽样率变为原来的2后，可听出音乐信号，但音乐明显比原来速度播放的快，播放时间缩短，而且音乐中听到的更多的是高频成分。