数字信号处理课程设计
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 。
(完整word版)数字信号处理课程设计
目录第1章需求分析----------------------------------------------------- 3 1.1设计题目------------------------------------------------------------------ 3 1.2设计要求------------------------------------------------------------------ 3 1.3系统功能分析-------------------------------------------------------------- 3第2章原理分析和设计-------------------------------------------- 4 2.1理论分析和计算------------------------------------------------------------ 4第3章详细设计----------------------------------------------------- 5 3.1算法设计思路-------------------------------------------------------------- 5 3.2对应的详细程序清单及程序注释说明------------------------------------------ 6第4章调试分析过程描述---------------------------------------- 10 4.1测试数据、测试输出结果--------------------------------------------------- 10 4.2程序调试过程中存在的问题以及对问题的思考--------------------------------- 13第5章总结-------------------------------------------------------- 15第1章需求分析1.1设计题目在Matlab 环境中，利用编程方法对FDMA通信模型进行仿真研究1.2设计要求1.2.1 Matlab支持麦克风，可直接进行声音的录制，要求至少获取3路语音信号。
数字信号处理课程设计
index=1; while n<=N IND(n)=index; index=index+k; index=mod(index, 2^Bits); n=n+1; end m=IND; IND=IND+1; y=LUT(IND); subplot(212) plot(t,y) figure(1); axis([0 endtime-1.2 1.2]); grid on 3、测试结果 ⑴输入 dds(10,100,10,0.5)，输出波形图如图 2
结论：实验测得输出频率为 10Hz,与理论值相符，实验正确。
题目二
数字锁相环的 MATLAB 实现 及仿真
一、 设计目的
1、理解数字锁相环的原理，熟悉实现流程。 2、学会用 MATlab 进行一些信号分析
二、 数字锁相环原理
1、数字锁相环简介 锁相环 (phase-locked loop)为无线电发射中使频率较为稳定的一种方法， 主要有 VCO（压控振荡器）和 PLL IC （锁相环集成电路）,压控振荡器给出一个 信号,一部分作为输出，另一部分通过分频与 PLL IC 所产生的本振信号作相位比 较，为了保持频率不变，就要求相位差不发生改变，如果有相位差的变化，则 PLL IC 的电压输出端的电压发生变化，去控制 VCO,直到相位差恢复，达到锁频 的目的， 是一种能使受控振荡器的频率和相位均与输入信号保持确定关系的闭环 电子电路。 锁相环的用途是在收、 发通信双方建立载波同步或位同步，分为模拟锁相环 和数字锁相环两种。 随着数字电路技术的发展，数字锁相环以其独有的优势在调 制解调、频率合成、FM 立体声解码、彩色副载波同步、图象处理等各个方面得 到了广泛的应用。 数字锁相环不仅吸收了数字电路可靠性高、体积小、价格低 等优点， 还解决了模拟锁相环的直流零点漂移、器件饱和及易受电源和环境温度 变化等缺点， 此外还具有对离散样值的实时处理能力，已成为锁相技术发展的方 向。 2、DPLL 基本模型和原理 全数字锁相环包括数字鉴相鉴频器（PFD） 、数字滤波器（LPF） 、数字振荡 器（NCO）三部分，如下图所示：
数字信号处理课程设计 1
（一）用窗函数法设计FIR数字滤波器一、设计题目用窗函数法设计FIR数字低通滤波器二、设计目的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。
三、设计原理窗函数法又称为傅里叶级数法，FIR数字滤波器的设计问题就是要所设计的FIR数字滤波器的响应H(ejw)去逼近所要求的理想滤波器的响应Hd(ejw)。
从单位取样响应序列来看，就是使所设计的滤波器的h(n)逼近理想单位取样响应序列hd(n)。
而且Hd(ejw)=逐段恒定的，且在频带边界处有不连续点，因此序列hd(n)是无限长的，通过直接截取无限长序列以得到有限长序列的办法，可以形象的比喻为h(n)通过一个窗口所看到的一段hd(n)。
因此，h(n)也可以表达为hd(n)和一个窗函数w(n)的乘积，h(n)=w(n)hd(n)。
这里的窗函数就是矩形序列RN(n)。
四、实现方法用MATLAB编程实现给定指标要求的滤波器设计五、设计内容及要求1、各窗函数图（假设N=67;）N=67;n=0:N-1;wn1=ones(1,N); stem(n, wn1);矩形窗figure;wn2=hamming(N); stem(n, wn2);海明窗figure;wn3=BARTLETT(N); stem(n, wn3);巴特列特figure;wn4= Hanning(N); stem(n, wn4);汉宁窗将窗函数分别画出来2、计算理想低通滤波器单位冲激响应的源程序function[hd]=ideal(wc,N) q=(N-1)/2;n=0:N-1;m=n-q+eps;hd=sin(wc*m)./(pi*m);3、计算频率响应的源程序function[H]=fr(b,a,w);m=0:length(b)-1;l=0:length(a)-1;num=b*exp(-j*m'*w);den=a*exp(-j*l'*w);H=num./den;4、低通滤波器设计程序wp=0.2*pi;ws=0.3*pi;width=ws-wp;N=ceil(6.6*pi/width)+1;n=0:N-1;a=[1];wc=(ws+wp)/2;hd=ideal(wc,N);wn=(hamming(N))';h=hd.*wn;k=0:500;w=(pi/500)*k;[H]=fr(h,a,w);mag=abs(H);db=-20*log10((mag+eps)/max(mag)); wth=pi/500;rp=max(db(1:1:wp/wth+1))as=round(min(db(ws/wth+1:1:500))) subplot(2,2,1);stem(n,hd);title('理想冲激响应');axis([0 N-1 -0.1 0.3]);ylabel('hd');subplot(2,2,2);stem(n,wn);title('海明窗');axis([0 N-1 0 1.1]); ylabel('wn');subplot(2,2,3);stem(n,h);title('实际冲激响应'); axis([0 N-1 -0.2 0.3]); xlabel('n');ylabel('h');subplot(2,2,4);plot(w/pi,-db);title('幅度响应（dB）'); axis([0 1 -100 10]); grid;xlabel('以pi为单位的频率') ylabel('分贝数');六、各种窗函数：矩形窗海宁窗：汉宁窗：三角形窗：1.理想冲激响应、海明窗、实际冲激响应及幅度响应波形图七、回答思考题1.设计线性相位数字滤波器的一般步骤。
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。
DSP课程设计控制系统
DSP课程设计控制系统一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握数字信号处理（DSP）的基本原理和应用技能，培养学生控制系统设计的能力。
具体目标如下：1.知识目标：–掌握DSP的基础知识和理论。
–理解控制系统的原理和结构。
–熟悉DSP芯片的使用和编程。
2.技能目标：–能够使用DSP芯片进行控制系统的设计和实现。
–具备分析和解决控制系统问题的能力。
–能够进行DSP程序的编写和调试。
3.情感态度价值观目标：–培养学生的创新意识和团队合作精神。
–增强学生对控制系统和DSP技术的兴趣和热情。
–培养学生对科学研究的积极态度和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括DSP基础、控制系统原理和DSP控制系统设计。
具体安排如下：1.DSP基础：–DSP概述和发展历程。
–DSP芯片的架构和工作原理。
–DSP编程语言和开发工具。
2.控制系统原理：–控制系统的概念和分类。
–控制算法和控制律的设计。
–系统稳定性和性能分析。
3.DSP控制系统设计：–DSP控制系统的结构和组成。
–控制系统的设计方法和步骤。
–DSP控制程序的编写和调试。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握DSP基础知识和控制系统原理。
2.案例分析法：分析实际案例，使学生了解DSP控制系统的应用和设计方法。
3.实验法：进行DSP控制系统的实验，培养学生的动手能力和实践能力。
4.讨论法：学生进行分组讨论，促进学生之间的交流和合作。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的DSP和控制系统教材，为学生提供系统性的学习资料。
2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料：制作精美的课件和教学视频，增强课堂教学的趣味性和效果。
4.实验设备：准备DSP开发板和相关的实验设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试等。
数字信号处理课程设计
山东工商学院数字信号处理课程设计题目：有限冲击响应数字滤波器设计姓名：李迎学号：联系方式：指导老师：目录目录 --------------------------------------------- 01 摘要 --------------------------------------------- 02 关键词 --------------------------------------------- 04 引言 --------------------------------------------- 05 正文1．常见窗体函数简介 -------------------------------- 06 1.1．海明窗函数 ---------------------------------- 06 1.2．布莱克曼窗函数 ------------------------------ 071.3．凯塞窗 --------------------------------- 082.数字滤波器设计的基本步骤 ------------------------- 113.窗函数法设计FIR滤波器的MATLAB仿真 -------------- 114.具体FIR低通滤波器的设计4.1．用海明窗设计 -------------------------------- 13 4.2．用布拉克曼窗设计 ---------------------------- 144.3．用凯塞窗设计 -------------------------------- 155.结论 --------------------------------------------- 166.参考文献 ----------------------------------------- 16摘要现代图像、语音、数据通信对线性相位的要求是普遍的。
数字信号处理课程教案
数字信号处理课程教案一、课程名称数字信号处理二、授课对象[具体专业和年级]三、教学目标1. 让学生理解数字信号处理的基本概念、原理和方法。
2. 使学生掌握数字信号处理的基本技能，能够进行数字信号的分析和处理。
3. 培养学生的实践能力和创新精神，提高学生解决实际问题的能力。
四、教学重难点1. 教学重点- 数字信号处理的基本概念和原理。
- 离散时间信号和系统的时域分析和频域分析方法。
- 数字滤波器的设计和实现方法。
- 离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT）。
2. 教学难点- 离散时间信号和系统的频域分析方法。
- 数字滤波器的设计和实现方法。
- 离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT）的理解和应用。
五、教学方法1. 讲授法：讲解数字信号处理的基本概念、原理和方法。
2. 演示法：通过实例演示数字信号处理的过程和结果。
3. 实验法：让学生通过实验来加深对数字信号处理的理解和掌握。
4. 讨论法：组织学生进行讨论，激发学生的思维和创新能力。
六、教学过程1. 导入（5 分钟）- 介绍数字信号处理的应用领域和重要性。
- 引导学生思考数字信号处理在日常生活中的应用。
2. 新课教学（70 分钟）- 讲解数字信号处理的基本概念和原理。
- 介绍离散时间信号和系统的时域分析和频域分析方法。
- 讲解数字滤波器的设计和实现方法。
- 介绍离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT）。
3. 课堂总结（10 分钟）- 回顾本节课的重点内容。
- 解答学生的疑问。
4. 布置作业（5 分钟）- 布置课后作业，让学生通过作业来巩固所学知识。
七、教学反思通过本节课的教学，学生应该能够理解数字信号处理的基本概念和原理，掌握离散时间信号和系统的时域分析和频域分析方法，了解数字滤波器的设计和实现方法，以及掌握离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT）。
在教学过程中，应该注重理论联系实际，通过实例演示和实验来加深学生的理解和掌握。
数字信号处理课程设计
设计题目语音信号的数字滤波—FIR数字滤波器的矩形窗函数法设计一、课程设计的目的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；掌握利用数字滤波器对信号进行滤波的方法。
并能够对设计结果加以分析。
二、设计步骤2.1语音信号的采集2.1.1 用windows系统采集（1）在“开始—所有程序—附件—娱乐”找录音机（2）打开录音机，用麦克风开始录音，录音长度长达4s（3）单击“文件——另存为”，将文件保存在matlab工作的目录下“work”文件夹，文件名保存为lishuang.wav，语音信号的属性为12kHz,8位，单声道，11kb/s图1原始语音信号的采集2.2 语音信号的频谱分析（1）双击桌面上的matlab图标，打开matlab软件（2）在菜单栏中选择“File－＞new－＞M-File”打开M文件编辑器（3）在M文件编辑器中编写代码：1）导入语音信号“lishuang.wav”，即使用[s,fs] = wavread('lishuang.wav');2）下面代码用于产生信号的时域波形，波形如图2里的1n = 0:length(s)-1;subplot(411);plot(n,s);title('声音信号的时域波形');3）由上图可看出，此声音信号在0到1s内基本为空白，即没录上声音，故将其截去，截短后的声音信号的代码如下，声音信号的截短如图2里的2，代码如下：L = 2^floor(log2(length(s)));s1=s(10000:10000+L-1);wavwrite(s1,fs,'s1.wav');n = 0:length(s1)-1;subplot(412);plot(n,s1);title('截短的声音信号的时域波形');图2 原始语音信号的时域图及截短后的时域及频域图4）下面代码用于产生声音信号的频谱，从图中可以看出信号的主要能量分布，如图2的3s1 = fft(s1);L1 = 2^floor(log2(length(s1)));k = 0:L1-1;subplot(413);plot(k,abs(s1));5）下面代码用于产生信号的单边谱，即取上图中的一半，此图是确定滤波频率范围的参考图，如图2的4s2 = awgn(s1,27);wavwrite(s2,fs,'s2.wav');detf = fs/L1;subplot(414);plot(k(1:L1/2)*detf,abs(S1(1:L1/2)));title('单边谱');（4） 由图2的2可以看出，所截取的语音信号的长度为N = 35000，由图2的4可以看出语音信号的能量主要频段为fL = 200Hz,fH = 1100Hz ；2.3 滤波器的设计2.3.1确定滤波器的参数（1）确定参数：根据 2.2中的（4）可知语音信号的主要能量分布的频段为=200fp Hz ，=1100fst Hz ,=750fz Hz ,通带截止频率为p ω，阻带截止频率为st ω;模拟角频率：22200400(/sec)p fp r πππΩ==⨯=2211002200(/sec)st fst r πππΩ==⨯=221200024000(/sec)s fs r πππΩ==⨯=数字角频率：()2(40024000)20.03(/)p p s r sam ωππππ=Ω÷Ω⨯=÷⨯=()2(110024000)20.18(/)st st s r sam ωππππ=Ω÷Ω⨯=÷⨯=0.5()0.105(/)c p st r sam ωωω=+=（2）数字滤波器类型的选择：数字滤波器从实现方法上可以分为有限长冲激响应FIR 数字滤波器和无限长冲激响应IIR 数字滤波器IIR 滤波器的单位冲激响应h(n)是无限长的，即n 趋于无穷大。
数字信号处理课程设计
-40 -60 -80 -100 -120 -140
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0.1
0.2
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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 )
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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。
数字信号处理课程设计csdn
数字信号处理课程设计csdn一、教学目标本课程的教学目标旨在帮助学生掌握数字信号处理的基本概念、原理和方法，培养学生运用数字信号处理技术解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：–掌握数字信号处理的基本原理，包括采样、量化、数字滤波、傅里叶变换等；–了解数字信号处理的应用领域，如通信、音视频处理、图像处理等；–熟悉常用的数字信号处理算法和软件工具。
2.技能目标：–能够运用数字信号处理理论分析和解决实际问题；–具备使用Matlab等软件进行数字信号处理的能力；–学会阅读和分析数字信号处理的文献和资料。
3.情感态度价值观目标：–培养学生的团队合作精神和自主学习能力；–激发学生对数字信号处理的兴趣和热情，提高学生的专业素养。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.数字信号处理基本概念：采样、量化、数字信号表示和运算；2.数字滤波器：滤波器设计方法、常见滤波器类型及应用；3.离散傅里叶变换：DFT原理、快速傅里叶变换（FFT）算法及应用；4.数字信号处理算法和软件工具：Matlab及其在数字信号处理中的应用；5.数字信号处理应用案例：通信系统、音视频处理、图像处理等。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：用于传授基本概念、原理和方法；2.案例分析法：通过实际案例，让学生更好地理解数字信号处理的应用；3.实验法：利用Matlab软件，让学生动手实践，培养实际操作能力；4.小组讨论法：鼓励学生分组讨论，培养团队合作精神和自主学习能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《数字信号处理》（或其他主流教材）；2.参考书：提供相关的学术文献和资料，供学生拓展阅读；3.多媒体资料：制作课件、视频等，辅助学生理解和掌握知识；4.实验设备：计算机、Matlab软件等，供学生进行实验和实践。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评价方式，全面客观地评价学生的学习成果。
dsp课程设计图文
dsp课程设计图文一、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）的基本原理、应用和编程方法。
通过本课程的学习，学生将能够：1.理解DSP的基本概念、结构和分类；2.掌握DSP的基本算法和编程技巧；3.熟悉DSP的开发工具和仿真环境；4.能够运用DSP解决实际信号处理问题。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.DSP的基本原理：DSP的概念、发展历程、分类和应用领域；2.DSP的结构与工作原理：哈佛结构、冯·诺依曼结构、DSP的内部组成和信号流程；3.DSP的基本算法：数字滤波器、快速傅里叶变换、自适应滤波器等；4.DSP的编程方法：C语言编程、汇编语言编程、算法实现和代码优化；5.DSP的开发工具和仿真环境：CCS、MATLAB等工具的使用。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法：1.讲授法：讲解DSP的基本原理、结构和算法；2.讨论法：学生讨论DSP的应用案例和编程技巧；3.案例分析法：分析实际信号处理问题，引导学生运用DSP解决问题；4.实验法：让学生动手实践，熟悉DSP的开发工具和仿真环境。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本课程将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的DSP教材，为学生提供系统的理论知识；2.参考书：提供相关的DSP参考书籍，方便学生深入研究；3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，丰富学生的学习体验；4.实验设备：准备DSP开发板和仿真器，让学生进行实践操作。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等，以全面反映学生的学习成果。
具体评估方式如下：1.平时表现：包括课堂参与度、提问回答、小组讨论等，占总分的30%；2.作业：布置适量的作业，巩固所学知识，占总分的20%；3.考试：包括期中考试和期末考试，期中考试占总分的20%，期末考试占总分的30%。
六、教学安排本课程的教学安排如下：1.教学进度：按照教材的章节顺序进行教学，确保学生系统地掌握DSP知识；2.教学时间：每周安排2课时，共16周，确保在有限的时间内完成教学任务；3.教学地点：教室和实验室，以便进行理论讲解和实践操作。
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——调制与解调
数字信号处理课程设计——调制与解调调制和解调是数字信号处理中的重要概念和技术，广泛应用于无线通信、数据传输、图像处理等领域。
调制是将数字信号转换为模拟信号，以便在模拟传输介质中传输，而解调则是将模拟信号转化为数字信号，以便在数字系统中处理和分析。
调制的基本原理是通过改变信号的某种特性，将数字信号转换为模拟信号。
最常见的调制方式包括频移键控（FSK）、相移键控（PSK）、振幅调制（AM）和频率调制（FM）等。
其中，FSK调制是通过改变信号的频率来表示数字信号的0和1；PSK调制是通过改变信号的相位来表示数字信号的0和1；AM调制则是通过改变信号的振幅来表示数字信号的0和1；FM调制则是通过改变信号的频率来表示数字信号的0和1。
调制技术的主要目标是将数字信号变换为适合模拟传输的信号，以便在传输过程中能够有效地传输和保持信号的完整性。
在调制过程中，需要考虑信号的带宽、抗干扰能力、传输距离和功耗等因素。
因此，选择合适的调制方式对系统性能至关重要。
不同的调制方式具有不同的特点和应用范围，需要根据具体情况进行选择。
解调是调制的逆过程，即将模拟信号转换为数字信号。
解调技术的主要目标是恢复数字信号的原始信息，并进行后续的处理和分析。
常见的解调方式包括包络检测、相位检测和频率检测等。
其中，包络检测是通过监测信号的振幅变化来恢复数字信号的0和1；相位检测是通过监测信号的相位变化来恢复数字信号的0和1；频率检测则是通过监测信号的频率变化来恢复数字信号的0和1。
解调技术的选择和设计主要取决于调制方式和传输环境。
在实际应用中，解调技术通常与调制技术相匹配，以实现信号的准确解码和信息的可靠传输。
解调过程中需要考虑信号的噪声、干扰、衰减和失真等因素，以提高解调精度和系统性能。
总之，调制和解调是数字信号处理中的重要环节。
通过合适的调制和解调技术，可以实现数字信号在模拟传输介质和数字系统中的可靠传输和处理。
对于不同的应用场景和要求，需要综合考虑信号特性、传输环境和系统性能等因素，选择合适的调制和解调方式，以实现更好的信号传输和处理效果。
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。
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课程设计报告课程名称数字信号处理课题名称窗函数法设计ＦＩＲ滤波器专业通信工程班级通信****学号*********************姓名*****指导教师*** ***2011年*月**日课程设计任务书课程名称数字信号处理课题窗函数法设计ＦＩＲ滤波器专业班级通信工程****学生姓名*********学号****************指导老师*** ***审批任务书下达日期2011 年**月** 日任务完成日期2011 年**月**日《数字信号处理》课程设计任务书一、设计目的综合运用数字信号处理的理论知识进行频谱分析和滤波器设计，通过理论推导得出相应结论，再利用MATLAB 作为编程工具进行计算机实现，从而加深对所学知识的理解，建立概念。
二、设计要求1、MATLAB 的使用，掌握MATLAB 的程序设计方法。
2、Windows 环境下语音信号采集的方法。
3、数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法。
4、MTLAB 设计FIR 和nR 数字滤波器的方法。
5、应用 MATLAB 对信号进行分析和处理6、设计报告4000以上，含程序设计说明，用户使用说明，源程序清单及程序框图。
7、上机演示。
8、要有详细的文档。
文档中包括设计思路、设计仿真程序、仿真结果及相应的分析与结论。
三、进度安排第一周星期一：课题讲解，查阅资料星期二: 总体设计，详细设计星期三：编程，上机调试、修改程序星期四：上机调试、完善程序星期五：答辩星期六-星期天：撰写课程设计报告目录一、课题的主要功能 (5)二.、课题功能模块的划分及实现 (5)三、程序调试 (14)四、总结 (15)五、附件 (16)六、评分表 (21)一、课题的主要功能首先，各同学采集自身的语音信号，在MATLAB软件平台下绘出采样后的语音信号的时域波形和频谱图；然后，给原始的语音信号叠加上噪声，绘出叠加噪声后的语音信号时域和频谱图，在视觉上与原始语音信号图形对比；再采用窗函数法与等波纹法（至少采用两种以上不同的窗函数）分别设计各型FIR滤波器（低通、高通、带通、带阻中的至少3种类型）来对叠加噪声前后的语音信号进行滤波处理，绘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；在相同的性能指标下比较各方法的滤波效果，并从理论上进行分析（或解释）。
最后对滤波后的语音信号进行回放，感觉滤波前后语音信号的变化。
整个设计思路的设计原理示意图如图 1 所示：二.、课题功能模块的划分及实现1、语音信号的采集与分析录制一段课程设计自身的语音信号并保存为文件，要求长度不小于10秒，并对录制的信号进行采样；录制时可以使用Windows自带的录音机，或者使用其它专业的录音软件，录制时需要配备录音硬件（如麦克风），为便于比较，需要在安静、干扰小的环境下录音。
图2 语音信号采样过程其中声音选定的属性为8000Hz，字节为8位，且为单声道；然后在matlab软件平台下，利用wavread函数对语音信号“h\:tan.wav”进行采样，并画出语音信号的时域波形和频谱图，对频谱图加以分析。
具体执行程序如下：N=32768;[x1,fs,bits]=wavread('h:\tan.wav');y1=fft(x1,32768);k=0:32767;fk=0:fs/N:fs/N*(N-1);%以下省略画图部分结果如下图2：图3 语音信号的频谱通过图形我们可以得知，该语音信号的带宽为0Hz~2000Hz、6000Hz~8000Hz。
确定带宽为下面设计滤波器的参数提供依据。
2、含噪语音信号的合成在MATLAB软件平台下，给原始的语音信号叠加上噪声，噪声类型分为如下几种：（1）白噪声；（2）单频噪色（正弦干扰）；（3）多频噪声（多正弦干扰）；（4）其它干扰，可设置为低频、高频、带限噪声，或Chirp干扰、冲激干扰。
绘出叠加噪声后的语音信号时域和频谱图，在视觉上与原始语音信号图形对比，也可通过Windows播放软件从听觉上进行对比，分析并体会含噪语音信号频谱和时域波形的改变。
程序如下：x2=awgn(x1,30);%sound(x2,fs,bits)y2=fft(x2,32768);N=length(x1)-1;t=0:1/fs:N/fs;d=[0.8*sin(2*pi*5000*t)]';x3=x1+d;y3=fft(x3,32768);%以下绘图部分省略运行程序得到滤波前后的效果比较图如下：图4 含噪语音信号合成3、设计FIR数字滤波器及滤波依据所叠加噪声的情况给定滤波器规一化性能指标，分别采用凯塞窗函数和汉宁窗函数法设计FIR数字低通、高通、带通、带阻（至少3种类型）来对叠加噪声前后的语音信号进行滤波处理，绘滤波器的频谱图，通过滤波前后的频谱图来比较各滤波器的滤波效果。
（1）、用凯塞窗函数设计FIR滤波器并滤波根据原始语音信号及所加噪声，分别设置各滤波器的指标参数，具体设计如下：%加凯塞窗函数低通fp1=1000;fs1=2000;rs1=48;Fs=8000;wp1=2*pi*fp1/Fs;ws1=2*pi*fs1/Fs;Bt1=ws1-wp1;alph1=0.5842*(rs1-21)^0.4+0.07886*(rs1-21);M1=ceil((rs1-8)/2.285/Bt1);wc1=(wp1+ws1)/2/pi;hn1=fir1(M1,wc1,kaiser(M1+1,alph1));freqz(hn1,1,32768);％以下省略绘图部分得到该低通滤波器的频谱响应如下：图5 Kaiser窗低通滤波器频谱响应%滤波z21=fftfilt(hn1,x3);m21=fft(z21,32768);%以下绘图部分省略运行程序得到滤波前后的效果比较图如下：图6 Kaiser窗低通滤波器%加凯塞窗函数高通fp2=300;fs2=200;rs2=80;wp2=2*pi*fp2/Fs;ws2=2*pi*fs2/Fs;Bt2=wp2-ws2;alph2=0.5842*(rs2-21)^0.4+0.07886*(rs2-21);M2=ceil((rs2-8)/2.285/Bt2);wc2=(wp2+ws2)/2/pi;hn2=fir1(M2,wc2,kaiser(M2+1,alph2));%滤波z22=fftfilt(hn2,x2);m22=fft(z22,32768);%以下绘图部分省略运行程序得到滤波前后的效果比较图如下：图7 Kaiser窗高通滤波器%加凯塞窗函数带阻fp31=500;fp31=800;fs31=2000;fp32=3000;rs3=80;Fs=8000;wp31=2*pi*fp31/Fs;ws31=2*pi*fs31/Fs;wp32=2*pi*fp32/Fs;ws32=2*pi*fs32/Fs;wp3=[wp31 wp32];ws3=[ws31 ws32];Bt3=ws31-wp31;alph3=0.5842*(rs3-21)^0.4+0.07886*(rs3-21);M3=ceil((rs3-8)/2.285/Bt3);wc3=(wp3+ws3)/2/pi;hn3=fir1(M3,wc3,'stop',kaiser(M3+1,alph3));%滤波z23=fftfilt(hn1,x2);m23=fft(z23,32768);%以下绘图部分省略运行程序得到滤波前后的效果比较图如下：图8 Kaiser窗带阻滤波器（2）、用汉宁窗函数设计FIR滤波器并滤波根据原始语音信号及所加噪声，分别设置各滤波器的指标参数，其中用高通滤波器时，所加的噪声应改为低频信号。
具体设计如下：%加汗宁窗函数高通fp1=30;fs1=20;rs1=40;Fs=8000;wp1=2*pi*fp1/Fs;ws1=2*pi*fs1/Fs;Bt1=wp1-ws1;No1=ceil(6.2*pi/Bt1);N1=No1+mod(No1+1,2);wc1=(wp1+ws1)/2/pi;hn1=fir1(N1-1,wc1,'high',hanning(N1));%滤波z21=fftfilt(hn1,x3);%x3=x1+[0.8*sin(2*pi*10*t)]';m21=fft(z21,32768);%以下绘图部分省略运行程序得到滤波前后的效果比较图如下：图9 汉宁窗高通滤波器%加汗宁窗函数带阻fp31=500;fp31=800;fs31=2000;fp32=3000;rs3=80;Fs=8000; wp31=2*pi*fp31/Fs;ws31=2*pi*fs31/Fs;wp32=2*pi*fp32/Fs;ws32=2*pi*fs32/Fs;wp3=[wp31 wp32];ws3=[ws31 ws32];Bt3=ws31-wp31;No3=ceil(6.2*pi/Bt3);N3=No3+mod(No3+1,2);wc3=(wp3+ws3)/2/pi;hn3=fir1(N3-1,wc3,hanning(N3));%滤波z23=fftfilt(hn3,x4);m23=fft(z23,32768);%以下绘图部分省略运行程序得到滤波前后的效果比较图如下：图10 汉宁窗低通滤波器%加汗宁窗函数低通fp2=1000;fs2=2000;rs1=40;Fs=8000;wp2=2*pi*fp2/Fs;ws2=2*pi*fs2/Fs;Bt2=ws2-wp2;No2=ceil(6.2*pi/Bt2);N2=No2+mod(No2+1,2);wc2=(wp2+ws2)/2/pi;hn2=fir1(N2-1,wc2,hanning(N2));%滤波z22=fftfilt(hn2,x2);m22=fft(z22,32768);%以下绘图部分省略运行程序得到滤波前后的效果比较图如下：图11 汉宁窗低通滤波器以上几种滤波，我们都可以从信号滤波前后的波形图以及频谱图上看出变化。
我们可以用sound()函数来播放滤波后的语音，从听觉上直接感受语音信号的变化，但由于人耳听力的限制，有些情况下我们是很难听出异同的。
在matlab 中, 函数sound 可以对声音进行回放,其调用格式为: sound( x,fs,nbits) 。
通过回放可以发现滤波前后的声音有变化。
三、程序调试1、在绘制信号频谱图时，由于MATLAB软件默认的数据不能让我们更加清晰地看出信号集中的频率范围，所以应在程序中设置横坐标的单位，如k=0:32767;fk=0:fs/N:fs/N*(N-1)（采样点N=32768，采样频率fs=8000Hz）；在画图语句中也设置横坐标，如plot(fk,abs(y1))等。