《数字信号处理课程设计指导书》-通信10级
数字信号处理课设任务书
1电子信息工程专业《数字信号处理课程设计》任务书一、基本要求：通过本课程设计，能够体现对电子信息工程专业主干学位课“数字信号处理”的课程知识的综合应用能力。
掌握应用MATLAB 语言完成课程设计题目所要求的设计指标，并撰写高质量的课程设计报告。
二、课程设计内容： 要求：1、用matlab 实现程序设计。
2、注意要对每幅图的横纵坐标、题目有所标注，程序加必要注释。
A 组（学号尾数为单数）1一个特定的线性时不变系统，描述它的差分方程为()()()()()()0.510.252213y n y n y n x n x n x n −−+−=+−+−。
(1) 画出传输函数的零极点，并通过极点的分布判断该系统是否稳定。
(2) 求得并画出在0100n ≤<间系统的脉冲响应，从脉冲响应确定系统的稳定性。
(3) 若系统的输入信号为()()()()53cos 0.24sin 0.6x n n n u n ππ=++⎡⎤⎣⎦，求得并画出输出()y n 在0100n ≤<间的响应。
提示：1. 用zplane()函数画出零点极点图，看极点是否全在单位圆内。
2．可调用impz()函数得出系统的脉冲响应。
3．可以调用filter()函数得出输出y(n)。
2．已知一长度为5的FIR 滤波器的系数满足()()4, 04h n h n n =−≤≤。
试确定滤波器的系数，使得(1) 当输入信号()()()()123x n x n x n x n =++，其中()()1cos 0.2x n n =，()()2cos 0.5x n n =，()()3cos 0.8x n n =，经过此滤波器时，输出信号()y n 只保留输入信号的中间频率成分，即()2x n 。
(2) 将()2x n 和输出信号()y n 的前100个系数（099n ≤≤）画在一张图上，验2证所获得的滤波器系数的正确性。
(3) 对(2)中画出的图进行分析。
数字信号处理课程设计指导书
数字信号处理课程设计指导书一、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2. 有噪声情况下信号幅度谱的研究3. 取样信号的混叠现象研究注：以上课程设计题目具体要求可参考本指导书附录一四、课程设计的内容及主要步骤1. 熟练掌握MATLAB语言。
2. 根据所选题目查阅专业资料,掌握设计原理，确定设计方案。
3. 编写程序并调试。
4. 撰写设计报告书。
注：课程设计详细内容和步骤可参考本指导书附录一五、课程设计的考核方法及成绩评定课程设计的考核依据学生的学习态度、方案合理性、资料完备性、创造性、报告撰写规范性和书面表达能力等为考核点，对学生进行综合考核。
成绩评定采用优秀、良好、中等、及格和不及格五级记分制。
评定细则如下：1.遵守纪律（10%）：根据设计出勤情况、遵守纪律情况及设计态度等因素评定；2.设计报告（80%）：根据课程设计报告书内容要求和实际完成情况评定；3.设计效果（10%）：根据设计实际完成的质量及设计中的创造性评定；对设计任务理解透彻，能够全面、正确、独立地完成设计内容所规定的任务，得出正确的设计结果，并按时提交完整、规范的设计报告，可评为优秀；按照设计任务要求能够顺利地完成任务，得出结果，按时提交较完整的、符合要求的设计报告，可评定为良好；按照设计要求完成了软件的编程与调试，基本完成了任务要求，提交符合要求的设计报告，可评为中等；基本完成设计目标，但不够完善，存在缺陷，在帮助指导下能够完成任务要求，提交设计报告，可评为及格；不能完成规定的任务和要求，未提交设计报告的，或抄袭他人设计报告的评为不及格。
数字信号处理课程设计说明书
长沙学院《数字信号处理课程设计》课程设计说明书系 (部) 电子与通信工程系专业(班级) 08通信1班姓名于升升学号 2008043103指导教师王路露、刘光灿、黄飞江、陈威兵、冯璐、张刚林起止日期 2011.4.18—2010.4.29目录一、任务与要求 (1)二、程序设计与实验仿真结果图 (3)1．语音信号的采集 (3)2.程序设计与实验仿真结果 (3)2.1原始信号和加噪信号时域跟频率分析 (3)2.2用双线性变化法设计滤波器： (4)三、工作原理与仿真结果分析 (7)四、结论与心得 (9)五、参考文献 (10)摘要本次DSP课程设计通过利用Matlab软件对信号进行分析和处理。
MATLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，从而被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作。
本次DSP课程设计的主要内容是通过对语音信号的采集，熟悉数字信号滤波器的工作原理，然后对语音信号分别进行低通、高通、带通数字滤波器的设计，并画出了各个滤波器频率响应幅度；然后对所得的不同的频谱图进行总结，分析得到这样结果的不同原因！通过本次课程设计又熟悉了利用双线性法设计各种滤波器。
关键字：MATLAB、滤波器、语音信号、双线性法一、任务与要求数字信号处理课程设计任务书系(部):电信系专业: 08通信指导教师: 王路露、刘光灿、黄飞江、陈威兵、冯璐、张刚林2011-4长沙学院课程设计鉴定表原始语音时域信号时间 n音量 n加噪声之后时域语音信号时间 n音量 n50010001500原始信号傅里叶变换后波形050010001500加噪声信号傅里叶变换波形二、程序设计与实验仿真结果图1．语音信号的采集在windows 下录制一段语音，并保存为8000KHz ，8位，单声道 wav 格式，时间控制在3秒左右。
然后在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。
数字信号处理课程设计指导书
数字信号处理上机指导设计一 正余弦信号的谱分析【一】 设计目的1. 用DFT 实现对正余弦信号的谱分析；2. 观察DFT 长度和窗函数长度对频谱的影响；3. 对DFT 进行谱分析中的误差现象获得感性认识。
【二】 设计原理一、谱分析原理数字信号处理方法的一个重要用途是在离散时间域中确定一个连续时间信号的频谱，通常称为频谱分析，更具体地说，它也包括确定能量谱和功率谱。
数字频谱分析可以应用在很广阔领域，频谱分析方法是基于以下的观测：如果连续时间信号)(t g a 是带限的，那么它的离散时间等效信号)(n g 的DFT 进行谱分析。
然而，在大多数情况下，)(t g a 是在∞<<∞-t 范围内定义的，因此)(n g 也就定义在∞<<∞-n 的无线范围内，要估计一个无限长信号的频谱是不可能的。
实用的方法是：先让模拟连续信号)(t g a 通过一个抗混叠的模拟滤波器，然后把它采样成一个离散序列)(n g 。
假定反混叠滤波器的设计是正确的，则混叠效应可以忽略，又假设A/D 变换器的字长足够长，则A/D 变换中的量化噪声也可忽略。
假定表征正余弦信号的基本参数，如振幅、频率和相位不随时间改变，则此信号的傅立叶变换)(ωj e G 可以用计算它的DTFT 得到∑∞-∞=-=n n j j e n g e G ωω)()( （1.1）实际上无限长序列)(n g 首先乘以一个长度为M 的窗函数)(n w ，使它变成一个长为M 的有限长序列，)()()(1n w n g n g =，对)(1n g 求出的DTFT )(1ωj eG 应该可以作为原连续模拟信号)(t g a 的频谱估计，然后求出)(1ωj e G 在πω20≤≤区间等分为N 点的离散傅立叶变换DFT 。
为保证足够的分辨率，DFT 的长度N 选的比窗长度M 大，其方法是在截断了的序列后面补上N －M 个零。
计算采用FFT 算法。
二、MATLAB 函数介绍1. 输入函数input( )格式：R=input(string)功能：在屏幕上显示input 括号后的’string ’内容，提示用户从键盘输入某值，并将输入的值赋给R 。
通信10级C 课程设计指导书范文
C/C++语言课程设计指导书注：请各班学习委员按学号顺序对本班同学进行分组（不允许同学自行组合），把后面所列的题目分割开交给各组保留，并组织同学按时上机。
一.总体要求1) 按照学号的顺序每3人一组（如果剩余2人，则选择任务11；如果剩余1人，则分散到前面的组中），每组按对应顺序选一件任务，共同完成设计报告与源程序。
2) 实行团队分工协作，不允许单干。
组内讨论后选举水平较高者为小组长；小组长负责领导本小组集体讨论设计系统总体模块、确定人机对话的界面、确定函数的个数、确定要用到的变量的个数和类型、根据各人能力讨论确定各成员的任务分工。
3) 每天上机前要有上机报告，每人各自写一份，写明前一天学到哪些知识；作了那些设计工作；设计中碰到的问题，以及解决方法；本次上机计划完成的工作、以及将要编写的程序算法流程。
当天上机前指导老师检查报告，未完成者取消上机资格，按旷课处理，旷课三次就没有成绩。
注：即使自己有计算机也必须按时到机房上机。
4) 题目都包含随机文件的读取与写入。
数组在内存中临时存放信息，随机文件在硬盘上永久存放信息。
每次运行开始读入旧的记录到结构体数组中，然后可以对数组中的记录可以进行任意操作，退出前把所有记录写入文件保存。
5) 要求完成的软件人机界面友好，便于操作；程序结构清晰，关键地方必须有注释，有简单系统使用帮助。
各小组在完成基本功能的基础上，可进一步讨论，自由发挥，增强功能，最后可酌情加分。
6) 每人成绩根据组内任务分工和设计报告打分，分为：优秀(≤20%)、良好(≤40%)、中、及格、不及格5档。
不完成每天的上机报告，并且没有参与撰写设计报告者，成绩为“不及格”；完成任务的组中起核心作用者可以得“优秀”。
二、设计报告格式：1、设计目的2、总体设计（程序设计组成框图、流程图）3、详细设计（模块功能说明（如函数功能、入口及出口参数说明，函数调用关系描述等）4、调试与测试：调试方法，测试结果的分析与讨论，测试过程中遇到的主要问题及采取的解决措施5、源程序清单和执行结果：清单中应有足够的注释三、检查要求：1、每个人必须有程序运行结果2、每个人必须交《C语言课程设计报告》和设计程序清单3、课程设计任务必须由个人独立完成，禁止相互抄袭，如有发现，严肃处理四、打分标准：1、根据平时上机考勤；注重平时上机成绩，教师要不定期检查学生进度，学生不得以自己有私人电脑为借口而不来上机2、根据程序运行结果3、根据《C/C++语言课程设计报告》，学生能对自己的程序面对教师提问并能熟练地解释清楚，以上三项缺一不可4、由于课程设计各题目的难度不一，所以成绩的评定将根据各人完成题目的难度和完成情况的不同，分别评定成绩，如未能完成任何题目，则以不及格计算五、提交时间课程设计任务完成时间为18周结束，届时上交课程设计报告和程序。
数字信号处理 课程设计指导书(部分供参考)
数字信号处理课程设计指导书计算机系通信教研室一、课程设计目的《数字信号处理》课程是一门理论和技术发展十分迅速、应用非常广泛的前沿性学科, 他的理论性和实践性都很强,学生在学习这门课程时, 普遍感到数字信号处理的概念抽象, 对其中的分析方法与基本理论不能很好地理解与掌握.因此, 如何帮助学生理解与掌握课程中的基本概念、基本原理、基本分析方法以及综合应用所学知识解决实际问题的能力, 是本课程教学中所要解决的关键问题.为了巩固所学的数字信号处理理论知识, 使学生对信号的采集、处理、传输、显示和存储等有一个系统的掌握和理解, 安排了该课程的课程设计. 通过课程设计,应能加强学生如下能力的培养:独立工作能力和创造力;综合运用专业及基础知识,解决实际工程技术问题的能力;查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力;编写技术报告和编制技术资料的能力.二、一般设计要求独立完成设计任务.按照设计任务写出设计工作小结.对设计过程所进行的有关步骤作出说明,并对完成的设计作出评价,总结自己整个设计工作中的经验教训,收获和今后研究方向.编写课程设计说明书,说明书必须按统一格式打印,装订成册,字数一般不少于三千字.三、进度安排本次课程设计时间1 周(第19周)1、第19周一、二分析问题、查阅资料、方案确定2、第19周三、四上机调试3、第19周五编写文件、答辩四、设计课题题目一:语音信号的采集与处理(一)内容录制一段个人自己的语音信号, 并对录制的信号进行采样;画出采样后语音信号的时域波形和频谱图;给定滤波器的性能指标, 采用窗函数法和双线性变换设计滤波器, 并画出滤波器的频率响应;然后用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波, 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;回放语音信号; 最后, 设计一个信号处理系统界面.(二)步骤与要求1.语音信号的采集利用Windows 下的录音机, 录制一段自己的话音, 时间在1 s 内.然后在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.语音信号的频谱分析在M at lab 中, 可以利用函数fft 对信号进行快速傅里叶变换, 得到信号的频谱特性, 要求学生首先画出语音信号的时域波形; 然后对语音信号进行频谱分析.3.设计数字滤波器和画出其频率响应给出各滤波器的性能指标:(1) 低通滤波器性能指标fb= 1000Hz, fc=1200 Hz, As=100dB, Ap= 1 dB.(2) 高通滤波器性能指标fc= 4800 Hz, fb=5 000 Hz As= 100 dB, Ap= 1 dB.(3) 带通滤波器性能指标fb1=1200 Hz, fb2=3 000 Hz, fc1= 1 000 Hz, fc2= 3 200 Hz, As=100 dB,Ap= 1dB.要求用窗函数法和双线性变换法设计上面要求的 3 种滤波器.在Matlab中, 可以利用函数fir1设计FIR滤波器, 可以利用函数butte, cheby1 和ellip 设计IIR 滤波器; 利用Matlab中的函数freqz 画出各滤波器的频率响应.4.用滤波器对信号进行滤波要求用自己设计的各滤波器分别对采集的信号进行滤波, 在M at lab 中, FIR 滤波器利用函数fftfilt 对信号进行滤波, IIR 滤波器利用函数filter 对信号进行滤波.5.比较滤波前后语音信号的波形及频谱要求在一个窗口同时画出滤波前后的波形及频谱.6.回放语音信号在Matlab 中, 函数sound 可以对声音进行回放.其调用格式: sound (x, fs, bit s) ; 可以感觉滤波前后的声音有变化.7.设计系统界面为了使编制的程序操作方便, 要求有能力的学生, 设计处理系统的用户界面.在所设计的系统界面上可以选择滤波器的类型, 输入滤波器的参数, 显示滤波器的频率响应, 选择信号等. 课程设计说明书的要求1.写出各步骤的MA TLAB的程序代码;2.分析采集的语音信号的时域波形与频谱;分析滤波前后语音信号的波形与频谱;3.课程设计说明书必须按统一格式书写或打印,装订成册,字数一般不少于三千字.题目二:IIR数字滤波器的设计与仿真设计要求:。
《数 字 信 号 处 理》 实 验 指 导 书PPT文档共55页
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
《数字信号处理》实验指导书(全)
数字信号处理实验指导书电子信息工程学院2012年6月目录实验一离散信号产生和基本运算 (3)实验二基于MATLAB的离散系统时域分析 (7)实验三基于ICETEK-F2812-A 教学系统软件的离散系统时域分析 (9)实验四基于MATLAB 的FFT 算法的应用 (16)实验五基于ICETEK-F2812-A 的FFT 算法分析 (18)实验六基于ICETEK-F2812-A 的数字滤波器设计 (20)实验七基于ICETEK-F2812-A的交通灯综合控制 (24)实验八基于BWDSP100的步进电机控制 (26)实验一离散信号产生和基本运算一、实验目的（1）掌握MATLAB最基本的矩阵运算语句。
（2）掌握对常用离散信号的理解与运算实现。
二、实验原理1.向量的生成a.利用冒号“：”运算生成向量，其语句格式有两种：A=m:nB=m:p:n第一种格式用于生成不长为1的均匀等分向量，m和n分别代表向量的起始值和终止值，n>m 。
第二种格式用于生成步长为p的均匀等分的向量。
b.利用函数linspace()生成向量，linspace()的调用格式为：A=linspace(m,n)B=linspace(m,n,s)第一种格式生成从起始值m开始到终止值n之间的线性等分的100元素的行向量。
第二种格式生成从起始值m开始到终止值n之间的s个线性等分点的行向量。
2.矩阵的算术运算a．加法和减法对于同维矩阵指令的A+BA-B对于矩阵和标量（一个数）的加减运算，指令为：A+3A-9b．乘法和除法运算A*B 是数学中的矩阵乘法，遵循矩阵乘法规则A．*B 是同维矩阵对应位置元素做乘法B=inv（A）是求矩阵的逆A/B 是数学中的矩阵除法，遵循矩阵除法规则A．/B 是同维矩阵对应位置元素相除另'A表示矩阵的转置运算3.数组函数下面列举一些基本函数，他们的用法和格式都相同。
sin(A),cos(A),exp(A),log(A)(相当于ln)sqrt(A)开平方 abs(A)求模 real(A)求实部 imag(A)求虚部 式中A 可以是标量也可以是矩阵 例： 利用等差向量产生一个正弦值向量 t=0:0.1:10 A=sin(t) plot(A)这时候即可看到一个绘有正弦曲线的窗口弹出 另：每条语句后面加“；”表示不要显示当前语句的执行结果 不加“；”表示要显示当前语句的执行结果。
《数字信号处理》实验指导书
的相角, Ai 就是极点 pi 到单位圆上的点 e jω 的矢量长度(距离),而θ i 就是该矢量 的相角,因此有:
M
∏ B e j(ψ1 +ψ 2 +⋅⋅⋅⋅+ψ M ) j
H (e jω ) =
j =1 N
= H (e jω ) e jϕ (ω )
∏ A e j(θ1+θ2 +⋅⋅⋅⋅+θ N ) i
(1) 设有直流信号 g(t)=1,现对它进行均匀取样，形成序列 g(n)=1。试讨 论若对该序列分别作加窗、补零，信号频谱结构有何变化。 四、实验过程及结果（含程序）
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实验三 IIR 数字滤波器的设计
一、实验目的 (1)掌握双线性变换法及脉冲相应不变法设计 IIR 数字滤波器的具体设计 方法及其原理，熟悉用双线性变换法及脉冲响应不变法设计低通、高通和 带通 IIR 数字滤波器的计算机编程。 (2)观察双线性变换及脉冲响应不变法设计的滤波器的频域特性，了解双 线性变换法及脉冲响应不变法的特点。 (3)熟悉 Butterworth 滤波器、Chebyshev 滤波器和椭圆滤波器的频率特 性
《数字信号处理》
实验指导书
班级： 学号： 姓名： 苏州科技学院 电子教研室
实验一 信号、系统及系统响应
一、实验目的
(1) 熟悉 MATLAB 平台的使用，掌握离散信号、离散系统的 MATLAB 实现。 (2)掌握根据系统函数绘制系统零极点分布图的基本原理和方法。 (3)理解离散系统频率特性分析的基本原理，掌握根据系统函数零极点分布来分 析离散系统频率响应的几何矢量法。
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变换类型 低通
Байду номын сангаас
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。
数字信号处理课程设计报告10级
中南大学课程设计报告题目《数字信号处理》课程设计学院专业班级姓名学号指导老师目录一、课程设计内容要求 (3)二、课程设计目的 (3)三、课程设计题目 (4)四、设计思想和系统功能结构及功能说明 (6)五、课程设计总结 (19)六、参考文献 (21)附录：源代码清单 (21)一、课程设计内容要求1、使用MATLAB（或其它开发工具）编程实现上述内容，写出课程设计报告。
滤波器设计题目应尽量避免使用现成的工具箱函数。
为便于分析与观察，设计中所有频谱显示中的频率参数均应对折叠频率归一化。
2、课程设计报告的内容包括：(1)课程设计题目和题目设计要求；(2)设计思想和系统功能分析；(3)设计中关键部分的理论分析与计算，关键模块的设计思路；（4）测试数据、测试输出结果，及必要的理论分析和比较(5)总结，包括设计过程中遇到的问题和解决方法，设计心得与体会等；(6)参考文献；(7)程序源代码清单。
二、实验目的1．全面复习课程所学理论知识，巩固所学知识重点和难点，将理论与实践很好地结合起来。
2. 掌握信号分析与处理的基本方法与实现3．提高综合运用所学知识独立分析和解决问题的能力；4．熟练使用一种高级语言进行编程实现。
三、课程设计题目1. 给定模拟信号：e t)=(-xa1000t1）选择采样频率Fs = 5000Hz和合适的信号长度，采样得到序列 x1(n)。
求并画出x1(n)及其序列傅里叶变换 |X1(ejw)|。
2）选择采样频率Fs = 1000Hz和合适的信号长度，采样得到序列 x2(n)。
求并画出x2(n)及其序列傅里叶变换 |X2(ejw)|。
3）说明|X1(ejw)|与|X2(ejw)|间的区别，为什么？2. 已知两系统分别用下面差分方程描述：)1()()(1-+=n x n x n y )1()()(2--=n x n x n y试分别写出它们的传输函数，并分别打印weH jw~)(曲线。
说明这两个系统的区别。
数字信号处理课程设计指导书李玲香
序号
题目
1
自适应滤波器应用
2
多采样率数字信号处理在数字语音系统中的应用
3
语音的线性预测编码（LPC）
4
双音多频（DTMF）信号
5
基于Matlab测速仪设计
6
基于MATLAB数字音效处理器
7
音乐声处理
四、
(一)
1、的
几乎所有的音乐节目都分两阶段产生，每个单独的乐器声音都录制到单轨中，然后对每个轨道信号进行处理，以增加特殊音效并合成。用数字信号处理技术实现声音信号的回声生成、混响与和声。
无限个振幅以指数衰减间隔为R个抽样周期的多重回声可用以下形式传输函数的IIR滤波器生成：
IIR多重回声滤波器的基本频率FR=Fs/R，通常锁定在伴音设备的基频上，比如基鼓拍子。
③ 混响
声音在一个封闭的空间中到达听众时，包含几个部分：直达声、早期的反射和混响。早期的反射由几个空间上邻近的直达声的基本延迟和衰减组成，而混响则由密集的回声组成。上述多重回声滤波器不能提供自然声音混响。由其幅频特性可知，其幅度响应对于所有频率不是常数，收听效果不能令人满意。其次每秒回声数量太少会引起合成声的颤动，需要每秒约1000个回音才能生成没有颤动的反射声。为了生成更真实的混响，提出一种有全通结构的混响器，传输函数为：
2、原理
① 单回声滤波器
回音可以由简单的延时单元产生。直达声和在R抽样周期后出现的一种单个回音，可以用FIR滤波器产生，微分方程为：
y[n]=x[n]+αx[n-R] |α|<1
传输函数为：
H(z)=1+αz-R
传递函数的幅频响应形状象梳子，这种滤波器又叫梳状滤波器。
②多重回声滤波器
为了产生以间隔R个抽样周期分开的具有指数衰减振幅的多重回声，可用一个以下形式传输函数的FIR滤波器：
《数字信号处理》上机实验指导书
《数字信号处理》上机实验指导书一、引言“数字信号处理”是一门理论和实验密切结合的课程，为了深入地掌握课程内容，应当在学习理论的同时，做习题和上机实验。
上机实验不仅可以帮助学生深入地理解和消化基本理论，而且能锻炼初学者的独立解决问题的能力。
所以，根据本课程的重点要求编写了四个实验。
第一章、二章是全书的基础内容，抽样定理、时域离散系统的时域和频域分析以及系统对输入信号的响应是重要的基本内容。
由于第一、二章大部分内容已经在前期《信号与系统》课程中学习完，所以可通过实验一帮助学生温习以上重要内容，加深学生对“数字信号处理是通过对输入信号的一种运算达到处理目的”这一重要概念的理解。
这样便可以使学生从《信号与系统》课程顺利的过渡到本课程的学习上来。
第三章、四章DFT、FFT是数字信号处理的重要数学工具，它有广泛的使用内容。
限于实验课时，仅采用实验二“用FFT对信号进行谱分析”这一实验。
通过该实验加深理解DFT的基本概念、基本性质。
FFT是它的快速算法，必须学会使用。
所以，学习完第三、四章后，可安排进行实验二。
数字滤波器的基本理论和设计方法是数字信号处理技术的重要内容。
学习这一部分时，应重点掌握IIR和FIR两种不同的数字滤波器的基本设计方法。
IIR滤波器的单位冲激响应是无限长的，设计方法是先设计模拟滤波器，然后再通过S~Z平面转换，求出相应的数字滤波器的系统函数。
这里的平面转换有两种方法，即冲激响应不变法和双线性变换法，后者没有频率混叠的缺点，且转换简单，是一种普遍应用的方法。
学习完第六章以后可以进行实验三。
FIR滤波器的单位冲激响应是有限长的，设计滤波器的目的即是求出符合要求的单位冲激响应。
窗函数法是一种基本的，也是一种重要的设计方法。
学习完第七章后可以进行实验四。
以上所提到的四个实验，可根据实验课时的多少恰当安排。
例如：实验一可根据学生在学习《信号与系统》课程后，掌握的程度来确定是否做此实验。
若时间紧，可以在实验三、四之中任做一个实验。
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《数字信号处理课程设计》指导书光电信息与通信工程学院通信工程专业2012年12月目录一、课程设计基本信息┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄1二、课程设计目的与要求┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄1三、选题与学时安排┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄1四、课程设计时间安排与考核方法┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄1五、课程设计内容┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄2设计题目1任务书┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄9设计题目2任务书┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄10设计题目3任务书┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄11设计题目4任务书┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄12设计题目5任务书┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄13设计题目6任务书┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄14设计题目7任务书┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄15设计题目8任务书┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄16六、课程设计报告要求┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄17七、数字信号处理课程设计环节参考资料及网站┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄17一．课程设计基本信息1、课程性质：专业课，必修2、适用专业：通信工程3、课程设计学时/学分：1周（20学时）/ 1学分二．课程设计目的和要求1、目的：本课程设计是为了配合数字信号处理的理论教学、加强实践环节而开设的。
其目的在于通过综合运用数字信号处理的理论知识完成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编程工具进行计算机实现，从而巩固数字信号处理的理论知识，培养学生解决实际问题的能力，提高学生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，完成数字信号处理应用设计。
通过课程设计，主要达到以下目的：⑴使学生增进对MATLAB的认识，加深对数字信号处理理论的理解。
⑵使学生掌握数字信号处理中频谱分析的概念及方法。
⑶使学生掌握数字信号处理中IIR和FIR滤波器的设计。
⑷使学生了解并掌握用MATLAB实现IIR和FIR滤波器的设计方法、过程。
2、要求：根据所学知识独立完成基本设计任务，对于创新设计可以不受大纲限制，经老师审核同意并在条件允许的情况下，可以自行命题。
本课程设计以实验室实验为主，采取较为灵活的教学方式，大部分时间由学生自己操作，必要时配合少量的理论讲授。
主要采用MATLAB软件加以实现。
三．选题与学时安排1、选题：本课程设计共安排8个设计题目。
每班4～5人为1组，1人1套设备，每组选作不同的题目，题目选定并由指导教师批准后，即可开始设计。
4个班共分4个批次。
2、学时安排：整个课程设计为期一周，共20学时，具体学时安排如下：4学时学习设计题目相关知识，查阅资料，掌握实现的原理；4学时用MATLAB语言编成实现题目要求；4学时软件调试；4学时进一步完善功能，现场检查、答辩；4学时完成课程设计报告。
四．课程设计时间安排与考核方法1、时间安排：第1天：老师布置设计任务，讲解设计要求，提示设计要点。
第2天：查阅资料（在图书馆或上网），弄清题目要求，提出解决方案。
第3～4天：根据题目要求，编写程序并调试程序。
第5天：撰写设计报告。
2、考核方法：以出勤率和上机率、程序调试过程与结果和设计报告三部分综合评定课程设计成绩。
三部分所占比例分别是：出勤率和上机率占20%，程序调试过程与结果占50%，课程设计报告占30%。
⑴要求设计的程序和波形、设计报告必须独立完成，并鼓励创新。
⑵设计报告交打印件，内容必须齐全、完整、工整。
属于下述情形之一的，课程设计按不及格论处：⑴课程设计报告雷同的；⑵凡是没有请假就不参加设计的；⑶不参加开题的，不按规定答辩的，未按时完成设计报告的。
五．课程设计内容1、课程设计题目总表（1）线性卷积与圆周卷积演示程序的设计（线性移不变离散时间系统的求解）（2）奈奎斯特采样定理岩石程序的设计（时域采样频域周期延拓）（3）频域采样定理演示程序的设计（频域采样时域周期延拓）（4）模拟滤波器设计演示程序的设计（从ALPF到AHPF、ABPF、ABSF幅度特性对比演示）（5）B型数字低通滤波器的设计（使用冲击响应不变法设计）（6）C型（I）数字低通滤波器的设计（使用双线性变换法设计）（7）基于窗函数设计法线性相位型FIR数字低通滤波器设计（8）基于频率抽样设计法线性相位型FIR数字低通滤波器设计2、设计题目要求细则（1）线性卷积与圆周卷积演示程序的设计（线性移不变离散时间系统的求解）目的：①熟练掌握MATLAB工具软件在工程设计中的使用；②熟练掌握线性卷积与圆周卷积的关系及LSI离散时间系统系统响应的求解方法。
要求：①动态演示线性卷积的完整过程；②动态演示圆周卷积的完整过程；③对比分析线性卷积与圆周卷积的结果。
步骤：①可输入任意2待卷积序列x1(n)、x2(n)，长度不做限定。
测试数据为：x1(n)={1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,0,0}，x2(n)={0,1,2,1,0,0,0,1,2,1,0,0}；②分别动态演示两序列进行线性卷积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2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根据实验结果分析两类卷积的关系。
⑤假定时域序列x1(n)、x2(n)的长度不小于10000，序列内容自定义。
利用FFT实现快速卷积，验证时域卷积定理，并与直接卷积进行效率对比。
（2）奈奎斯特采样定理演示程序的设计（时域采样频域周期延拓）目的：①熟练掌握MATLAB工具软件在工程设计中的使用；②熟练掌握奈奎斯特采样定理在数字信号处理中的重要意义。
要求：①动态演示时域采样与频域周期延拓现象；②说明频域混叠现象与抗混叠滤波器设置的必要性。
步骤：①假设频域归一化三角波的频带宽度fc= 100 Hz，对应的时域信号为：y(t)=fc[sinc(fct/4)]2/2；②要求输入采样频率fs（根据程序处理需要指定范围）后，在时域演示信号波形、采样脉冲及采样后信号；在频域演示对应的信号频谱、采样脉冲及频域周期拓延；③追加一高频干扰信号，经抗混叠滤波器后，再行采样，说明抗混叠滤波器的作用。
注：sinc(x)=sin(πx)/(πx)。
（3）频域采样定理演示程序的设计（频域采样时域周期延拓）目的：①熟练掌握MATLAB工具软件在工程设计中的使用；②熟练掌握频域采样定理在数字信号处理中的重要意义。
要求：①动态演示频域采样与时域周期延拓现象；②动态演示频域采样与时域周期延拓序列主值区域的关系；③说明频域采样点数M不小于时域序列长度N的必要性。
步骤：①产生一时域序列信号，长度为N；对其频谱进行采样，取得M个频谱抽样值；②动态演示通过M个频谱抽样值恢复时域序列的过程（M根据程序处理需要指定范围），在频域演示原信号频谱及其抽样值信号；在动态演示时域原始序列及由频谱抽样值恢复的周期延拓时域序列。
③动态演示频域采样与时域周期延拓序列主值区域的关系；④分析说明M大于等于N的必要性。
（4）模拟滤波器设计演示程序的设计（从ALPF到AHPF、ABPF、ABSF幅度特性对比演示）目的：①熟悉和巩固模拟滤波器的设计方法和原理②熟练掌握MATLAB工具软件在工程设计中的使用；③熟练掌握模拟滤波器的设计过程及由ALPF到各型模拟滤波器的幅频特性对比。
要求：①设定ALPF幅频特性指标，设计出ALPF；②动态演示由ALPF到模拟各型滤波器的幅频特性；③简要说明采用冲击响应不变法对AHPF和ABSF数字化时保护滤波器的作用。
步骤：①设计过程详见教材相关内容；②使用巴特沃斯滤波器，其阶数N应该根据实际参数计算（计算公式和方法如教材所述），为方便作图，这里指定阶数为N=5，并假定通带截止频率ωp=1rad，阻带截止频率ωs=2 rad，；③分别用不同颜色曲线绘制通带、过渡带和阻带。
要求根据变换关系动态演示低通滤波器和目标滤波器的幅度特性。
④简要说明采用冲击响应不变法对AHPF和ABSF数字化时保护滤波器的作用。
（5）B型数字低通滤波器的设计（使用冲击响应不变法设计）目的：①掌握B型模拟滤波器设计原理与方法；②熟练掌握MATLAB工具软件在工程设计中的使用；③熟练掌握B型模拟滤波器的数字化设计过程。
要求：①设定ALPF幅频特性指标，设计出ALPF及对应的DLPF；②对比分析ALPF与DLPF幅频特性是否一致；③产生一有干扰频率的时域序列（借助FFT分析说明其有干扰），使之通过所设计的DLPF，对滤波输出结果作出分析，说明输出结果。
步骤：①根据给定设计指标（通带截止频率fp=100 Hz，通带最大衰减αp=2 dB，阻带截止频率fs=120 Hz，阻带最小衰减αs=60 dB）设计B型模拟滤波器；②根据冲击响应不变法设计与之相应的DLPF；③给出所设计滤波器的幅度及幅度衰减特性并分析是否满足设计需要；④产生一有干扰频率的时域序列（借助FFT分析说明其有干扰），使之通过所设计的DLPF，对滤波输出结果作出分析，说明输出结果；⑤扩展部分：自拟指标，设计一个DBPF，并检验设计效果。
（6）C型（I）数字低通滤波器的设计（使用双线性变换法设计）目的：①掌握C型模拟滤波器设计原理与方法；②熟练掌握MATLAB工具软件在工程设计中的使用；③熟练掌握C型模拟滤波器的数字化设计过程。
要求：①设定ALPF幅频特性指标，设计出ALPF及对应的DLPF；②对比分析ALPF与DLPF幅频特性是否一致；③产生一有干扰频率的时域序列（借助FFT分析说明其有干扰），使之通过所设计的DLPF，对滤波输出结果作出分析，说明输出结果。
步骤：①根据给定设计指标（通带截止频率ωp=0.4π，通带最大衰减αp=0.5 dB，阻带截止频率ωs=0.6π，阻带最小衰减αs=50 dB，令T=2）设计B型模拟滤波器；②根据双线性变换法设计与之相应的DLPF；③给出所设计滤波器的幅度及幅度衰减特性并分析是否满足设计需要；④产生一有干扰频率的时域序列（借助FFT分析说明其有干扰），使之通过所设计的DLPF，对滤波输出结果作出分析，说明输出结果。
⑤扩展部分：自拟指标，设计一个DBPF，并检验设计效果。
（7）基于窗函数设计法线性相位型FIR数字低通滤波器设计目的：①熟练掌握MATLAB工具软件在工程设计中的使用；②熟练掌握窗函数法设计线性相位型FIR滤波器的方法。