数字信号处理课程设计报告DOC
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。
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数字信号处理课程设计报告淮阴工学院数字信号处理课程设计报告课题名称基于MATLAB的语音信号分析和处理-低通部分姓名xx 学号1234567890 班级电子0000 专业电子信息工程归口系部电子与电气工程学院起迄日期2014年12月22日2014年12月26日设计地点13306 指导教师数字信号处理课程设计指导小组提交报告日期2014年12月29日一、设计目的与任务通过数字信号处理的课程设计，使学生对信号的采集，处理，传输，显示，存储和分析等有一个系统的掌握和理解。
巩固和运用数字信号处理课程中的理论知识和实验技能，掌握最基本的数字信号处理的理论和方法，培养学生发现问题，分析问题和解决问题的能力。
二、基本要求1．基本要求设计一个语音信号分析和处理系统，要求学生对所采集的语音信号在MATLAB软件平台下进行频谱分析和处理；2．提高要求对所采集的语音信号叠加干扰噪声进行频谱分析，设计合适的滤波器滤除噪声，恢复原信号。
3．基本教学要求每组一台电脑（附话筒和耳机），电脑安装MATLAB软件。
三、设计要求本次课程设计最终要求提交设计说明书，由以下各部分组成1．理论依据根据设计要求分析系统功能，掌握设计中所需的理论（采样频率，采样位数的概念，采样定理；时域信号的DFT，FFT及频谱分析；数字滤波器的设计原理和方法，各种不同性能的滤波器的性能比较），阐述设计原理。
2．信号采集采集语音信号，画出信号的时域波形图和频谱图。
3．数字滤波器设计根据语音信号的特点，设计IIR低通数字滤波器；FIR低通数字滤波器；画出各种数字滤波器的频率响应图。
4．信号处理1）利用设计的IIR数字滤波器分别对采集的信号进行滤波处理；2）利用设计的FIR数字滤波器分别对采集的信号进行滤波处理；3）在原始的语音信号3000HZ 以上频段叠加白噪声，选择所设计的一种对叠加白噪声后的语音信号处理，滤除白噪声；4）画出处理过程中所得的各种波形及频谱图。
数字信号处理课程设计报告
课程设计报告课程名称数字信号处理课题名称数字滤波器设计及在语音信号分析中的应用专业通信工程班级通信工程1101学号************姓名皮锋指导教师胡瑛张细政2013年9月8日湖南工程学院课程设计任务书课程名称数字信号处理课题数字滤波器设计及在语音信号分析中的应用专业班级通信工程1101学生姓名皮锋学号************指导老师胡瑛张细政审批任务书下达日期2013 年9月 1 日任务完成日期2013 年9月8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、TLAB 设计FIR 和nR 数字滤波器的方法。
5、用 MATLAB 对信号进行分析和处理6、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、机演示。
8、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：撰写课程设计报告附：课程设计报告装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分、附件（A4大小的图纸及程序清单）。
正文的格式:一级标题用3号黑体,二级标题用四号宋体加粗,正文用小四号宋体;行距为22。
正文的内容:一、课题的主要功能；二、课题的功能模块的划分；三、主要功能的实现；四、程序调试；五、总结；六、附件（所有程序的原代码，要求对程序写出必要的注释）；七、评分表。
目录1. 课题的主要功能 (1)1.1问题描述 (1)1.2功能要求 (1)2. 课题的功能模块的划分 (2)2.1语音信号采集 (2)2.3 含噪语音信号合成 (4)2.4 数字滤波器设计及滤波 (4)2.5 回放语音信号 (4)3. 滤波器实现的原理 (5)3.1 带阻滤波器 (6)3.2 低通滤波器 (8)3.3 高通滤波 (10)4. 程序调试 (12)5. 总结 (13)6. 附件 (14)6.1 带阻滤波 (14)6.2 低通滤波 (15)6.3 高通滤波 (16)7. 评分表 (18)1.课题的主要功能1.1问题描述录制一段课程设计学生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，使用MATLAB绘出采样后的语音信号的时域波形和频谱图。
(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报告
数字信号处理课程设计报告班级：电子信息工程1004班学号：1007050409姓名：徐辉三、程序清单1-1：N=16n=0:N-1;x=cos(0.48*pi*n)+cos(0.52*pi*n);subplot(3,1,1),stem(n,x), xlabel('n');ylabel('x1(n)'); %绘制序列的波形title('时域序列');X=abs(fft(x,N)); %求余弦序列的N点FFTsubplot(3,1,2)k=0:N-1;stem(k,X) %绘制序列的幅频特性曲线xlabel('k');ylabel('X(k)');string=[num2str(N),'点FFT幅频曲线'];title(string);1-2n = 0:14; xn=cos(0.48*pi*n)+cos(0.52*pi*n);n1 = 0:19; xn1 = [xn, zeros(1,5)];n2= 0:64; xn2 = [xn, zeros(1,50)];Xk1 = fft(xn1, 20);Xk2 = fft(xn2, 65);subplot(3,1,1); stem(n, xn); grid;subplot(3,1,2); stem(n1, abs(Xk1)); grid;subplot(3,1,3); stem(n2, abs(Xk2)); grid;1-3n = 0:14; xn=cos(0.48*pi*n)+cos(0.52*pi*n);n1 = 0:149; xn3 = [xn, zeros(1,135)];Xk3 = fft(xn3, 150);plot(n1, abs(Xk3)); grid;2T=1/(32*10^3);t=(0:15);xn=cos(2*pi*6.5*10^3*t*T)+cos(2*pi*7*10^3*t*T)+cos(2*pi*9*10^3*t*T);Xk=fft(xn,16);subplot(2,1,1);stem(t,xn);grid;subplot(2,1,2);stem(t,abs(Xk));grid;T=1/(32*10^3);t=(0:15);xn=cos(2*pi*6.5*10^3*t*T)+cos(2*pi*7*10^3*t*T)+cos(2*pi*9*10^3*t*T);n1=0:45; xn1=[xn,zeros(1,30)];Xk1=fft(xn1,46);subplot(2,1,1);stem(n1,xn1);grid;subplot(2,1,2);plot(n1,abs(Xk1));grid;T=1/(32*10^3);t=[0:45];xn=cos(2*pi*6.5*10^3*t*T)+cos(2*pi*7*10^3*t*T)+cos(2*pi*9*10^3*t*T); Xk2=fft(xn,46);subplot(2,1,1);stem(t,xn);grid;subplot(2,1,2);plot(t,abs(Xk2));grid;四、设计结果1-11-21-32三、程序清单clear all;fn=10000; fp=300; fs=320; Rp=0.1; Rs=60;N=800; %信号长度N为800T=1/fn;Tp=N*T; %采样频率Fs=10kHz，Tp为采样时间t=0:T:(N-1)*T;k=0:N-1;f=k/Tp;Wp=fp/(fn/2);%计算归一化角频率Ws=fs/(fn/2);[n,Wn]=ellipord(Wp,Ws,Rp,Rs);[b,a]=ellip(n,Rp,Rs,Wp);[H,F]=freqz(b,a,800,10000);%计算H(z)的幅频响应,freqz(b,a,计算点数,采样速率) figure(2)subplot(2,1,1)plot(F,abs(H));xlabel('Frequency(Hz)');ylabel('Magnitude(dB)');title('低通滤波器');axis([0 1500 0 10]);grid onsubplot(2,1,2)pha=angle(H)*180/pi;plot(F,pha);grid on%滤波器对信号处理st=mstgy=filter(b,a,st);Y=fft(y);figure(3)subplot(2,1,1)plot(y);title('滤波后的波形');grid onsubplot(2,1,2)stem(f,abs(Y)/max(abs(Y)),'.');xlabel('Frequency(Hz)');ylabel('Magnitude(dB)');title('滤波后的频谱');axis([0 1500 0 1]);gridonfn=10000; fp=[400,600]; fs=[350,650]; Rp=0.1; Rs=60;N=800; %信号长度N为800T=1/fn;Tp=N*T; %采样频率Fs=10kHz，Tp为采样时间t=0:T:(N-1)*T;k=0:N-1;f=k/Tp;Wp=fp/(fn/2);%计算归一化角频率Ws=fs/(fn/2);[n,Wn]=ellipord(Wp,Ws,Rp,Rs);[b,a]=ellip(n,Rp,Rs,Wp);[H,F]=freqz(b,a,800,10000);%计算H(z)的幅频响应,freqz(b,a,计算点数,采样速率) figure(2)subplot(2,1,1)plot(F,abs(H));xlabel('Frequency(Hz)');ylabel('Magnitude(dB)');title('带通滤波器');axis([0 1500 0 10]);grid onsubplot(2,1,2)pha=angle(H)*180/pi;plot(F,pha);grid on%滤波器对信号处理st=mstgy=filter(b,a,st);Y=fft(y);figure(3)subplot(2,1,1)plot(y);title('滤波后的波形');grid onsubplot(2,1,2)stem(f,abs(Y)/max(abs(Y)),'.');xlabel('Frequency(Hz)');ylabel('Magnitude(dB)');title('滤波后的频谱');axis([0 1500 0 1]);grid onfn=10000; fp=800; fs=750; Rp=0.1; Rs=60;N=800; %信号长度N为800T=1/fn;Tp=N*T; %采样频率Fs=10kHz，Tp为采样时间t=0:T:(N-1)*T;k=0:N-1;f=k/Tp;Wp=fp/(fn/2);%计算归一化角频率Ws=fs/(fn/2);[n,Wn]=ellipord(Wp,Ws,Rp,Rs);[b,a]=ellip(n,Rp,Rs,Wp,'high');[H,F]=freqz(b,a,800,10000);%计算H(z)的幅频响应,freqz(b,a,计算点数,采样速率) figure(2)subplot(2,1,1)plot(F,abs(H));xlabel('Frequency(Hz)');ylabel('Magnitude(dB)');title('高通滤波器');axis([0 1500 0 10]);grid onsubplot(2,1,2)pha=angle(H)*180/pi;plot(F,pha);grid on%滤波器对信号处理st=mstgy=filter(b,a,st);Y=fft(y);figure(3)subplot(2,1,1)plot(y);title('滤波后的波形');grid onsubplot(2,1,2)stem(f,abs(Y)/max(abs(Y)),'.');xlabel('Frequency(Hz)');ylabel('Magnitude(dB)');title('滤波后的频谱');axis([0 1500 0 1]);grid on四、设计结果三、程序清单clear all;[y,fs]=wavread('e:\sound.wav');num=length(y);y=y(:,1);%转为单声道subplot(2,3,1);plot(y);title('原信号波形');subplot(2,3,2);plot(abs(fft(y)));title('原信号频谱');n1=0:num-1;n1=n1';noise=0.001*sin(2*pi*20000/fs*n1)+0.005*cos(2*pi*30000/fs*n1);%加入噪声信号y=y+noise;Y=fft(y);subplot(2,3,3);plot(y); %绘制原信号波形xlabel('t');ylabel('幅度y(t)');title('加噪声后声音波形');subplot(2,3,4);plot(abs(Y)); %绘制原波形频谱xlabel('Hz');ylabel('幅度|f|');title('加噪声后声音频谱');%FIR低通滤波器的设计fp=10000;wp=2*fp/fs; %通带截止频率B=fir1(49,wp,hamming(50)); %FIR滤波器，汉明窗100阶y1t=filter(B,1,y); %滤波器软件实现y1=fft(y1t);subplot(2,3,5);plot(y1t); %绘制滤波后的波形xlabel('t');ylabel('y(t)');title('滤波后声音波形');subplot(2,3,6);plot(abs(y1)); %绘制滤波后的频谱xlabel('Hz');ylabel('幅度|f|');title('滤波后声音频谱');四、设计结果。
数字信号处理课程设计报告
《数字信号处理》课程设计报告目录第一章课程设计的概述............................................................................... 错误！未定义书签。
第一节课程设计的目的....................................................................... 错误！未定义书签。
第二节课程设计题目描述和要求第三节课程设计预期目标第二章课程设计方案 (3)第一节设计纲要 (3)第二节设计方案 (4)第三章滤波器的选择与设计 (5)第一节滤波器的选择 (5)第二节滤波器的设计 (5)第四章语音信号的设计流程第一节语音信号的录制第二节语音信号的时域、频域分析第三节加上噪声的语音信号第四节语音信号通过滤波器第五章源程序代码及整体波形第六章课程设计总结第七章参考文献第一章课程设计的概述第一节.课程设计目的通过对课程设计任务的完成，使学生进一步巩固数字信号处理的基本概念、理论、分析方法和实现方法；使学生掌握的基本理论和分析方法方面的知识得到进一步扩展；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。
要求学生能够熟练地用Matlab语言编程实现IIR数字滤波器和FIR数字滤波器，进一步明确数字信号处理的工程应用。
第二节.课程设计题目描述和要求1、认真独立的完成课程设计。
2、通过课程设计，加深对所学知识的理解和认识。
3、仿真调试通过,达到预期效果。
4、写出设计报告。
第三节、课程设计预期目标1、要求学生理解课题教学的理论内容。
2、掌握和熟悉matlab软件的编程方法和仿真过程。
3、掌握综合运用各种技术和知识的方法。
第二章课程设计方案第一节设计纲要要求录制一段自己的语音信号后，在MATLAB软件中采集语音信号、回放语音信号并画出语音信号的时域波形和频谱图；对所采集的信号加入干扰噪声，对加入噪声进行播放，并进行时域和频谱分析；对比及早前后的时域图和频谱图，分析讨论采用什么的滤波器进行滤除噪声。
数字信号处理课程设计报告
目录一、课程设计名称二、课程设计前期介绍（凌阳单片机）1、源来2、简介3、优点4、语音模块三、课程设计内容及要求四、课程设计原理1、硬件设计2、软件设计五、主程序代码六、调试七、心得及体会八、附录1、原件清单2、原理图3、实物图、课程设计名称基于凌阳16位单片机的定时报警器二、课程设计前期介绍(凌阳单片机)2.1源来随着单片机功能集成化的发展，其应用领域也逐渐地由传统的控制，扩展为控制处理数据处理以及数字信号处理，DSP( Digital Signal Processing )等领域。
凌阳的16位单片机就是为适应这种发展而设计的。
2.2简介它的CPU内核采用凌阳最新推出的Microcontroller and Signal Processor 16 位微机处理器芯片，以下简称µ ' nSP。
围绕micro; ' nSP所形成的16位u ' nSP系列单片机，以下简称µ ' nSP家族。
采用的是模块式集成结构，它以µ' nSP内核为中心集成不同规模的ROM PAM和功能丰富的各种外设部件。
µ ' nSP内核是一个通用的和结构。
除此之外的其它功能模块均为可选结构。
以及这种结构可大可小可有可无，借助这种通用结构附加可选结构的积木式的构成，便可成为各种系列的派生产品，以适合不同场合，这样做无疑会使每种派生产品具有更强的功能和更低的成本。
µ ' nSP家族有有以下特点：体积小，集成度高，可靠性好易于扩展。
µ ' nSP家族把各功能把各功能部件模块化地集成在一个芯片里。
内部采用总线结构，因为减少了各功能部件之间的连接，提高了其可靠性和抗干扰能力，另外，模块化的结构易于系列的扩展，以适应不同用户的需求。
具有较强的中断处理能力。
口’ nSPTM家族的中断系统支持10个中断向量及10 余个中断源，适合实时应用领域。
数字信号处理设计报告
目录1．信号课程设计内容、目的 (3)1.1课程设计的内容、目的1.2课程设计程序语言的选用2．课程设计 (5)2.1课程设计原理2.2课程设计结构图2.3程序运行及分析3．调试及结果讨论 (32)3.1调试出现的问题3.2讨论分析结果4．课程设计心得体会 (33)5．参考资料 (33)6.附录 (34)信号课程设计报告1.信号课程设计内容、目的1.1 课程设计的内容及目的开学初，鉴于上学期的信号处理课程的学习，学院安排了为期两周的信号课程设计。
此次课程设计的目的是：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．提高综合运用所学知识独立分析和解决问题的能力。
3．熟练使用一种高级语言进行编程实现。
课程设计的内容包括下几个大块：（一）．信号分析1．编制信号生成程序，产生下述各序列，绘出它们的时域波形，其中包括：单位抽样序列()n、矩形序列()NR n、三角波序列、反三角波序列、Gaussian（高斯）序列、正弦序列、衰减正弦序列。
2. 对上述信号完成下列信号分析1）对三角波序列3()x n和反三角波序列4()x n，作N=8点的FFT，观察比较它们的幅频特性，说明它们有什么异同？绘出两序列及其它们的幅频特性曲线。
在3()x n和4()x n的尾部补零，作N=16点的FFT，观察它们的幅频特性发生了什么变化？分析说明原因。
2)观察高斯序列5()x n，固定信号5()x n中的参数p=8，令q分别等于2，4，8，观察它们的时域和幅频特性，了解当q取不同值时，对信号序列的时域幅频特性的影响；固定q=8，令p分别等于8，13，14，观察参数p变化对信号序列的时域及幅频特性的影响，观察p等于多少时，会发生明显的泄漏现象，混叠是否也随之出现？记录实验中观察到的现象，绘出相应的时域序列和幅频特性曲线。
3）对于正弦序列4()x n，取数据长度N分别等于8，16，32，分别作N点FFT，观察它们的的时域和幅频特性，说明它们的差别，简要说明原因。
数字信号处理课程设计实验报告(打印)
北京工商大学数字信号处理课程设计实验报告班级：信息081学号：姓名：同组同学姓名：成绩：2011年7月一. 设计任务 1. 设计目的：（1）熟悉和巩固模拟滤波器的设计方法和原理 （2）掌握Butterworth/Chebyshev 滤波器设计方法 （3）实现滤波器设计的有关经典算法（4）熟练掌握使用高级语言程序设计各种要求的数字滤波器 （5）熟练掌握双线性变换方法 2.设计技术指标：（1）按要求设计Butterworth 型数字低通滤波器， （2）性能指标如下：① 通带截止频率πω2.0=p ； ② 通带最大衰减αp =3dB ； ③ 阻带起始频率πω3.0=s ； ④ 阻带最小衰减αs =20dB ；3.设计要求：（1） 根据模拟滤波器的性能指标，确定数字滤波器指标； （2） 程序应具有通用性；（3）采用双线性变换法，设计满足上述性能指标要求的Butterworth 型数字低通滤波器；（4）由软件直接给出数字滤波器的级联型结构；（5）确定数字滤波器的频率响应（幅值响应和相位响应）及群延迟等；4.软件要求：基本要求：软件能根据滤波器性能技术指标要求，能自动设计Butterworth 型、Chebyshev 型或其他滤波器；5.其它要求：（1）学习并巩固模拟滤波器（Butterworth,Chebyshev 型滤波器）设计的基本概念和基本理论；（2）熟悉Butterworth,Chebyshev 型滤波器设计的有关公式； （3）掌握归一化设计方法中各种表格的应用方法；二、实验原理与计算方法１、双线性变换法设计IIR 低通数字滤波器的基本原理和算法双线性变换法设计数字滤波器，采用了二次映射的方法，就是先将整个s 平面压缩到s1平面的一个T j T j ππ~-的横形条带范围内，然后再将这个条带映射到z 平面上，就能建立s 平面到z 平面的一一对应关系。
对于低通数字滤波器，映射关系为z z T z z T s ++-=+-=--11211211 (1) 其中T 为抽样周期。
中南大学数字信号处理课程设计报告
数字信号处理课设报告所在学院：信息科学与工程学院专业班级：通信1302班学生姓名：陈鑫学生学号： 08指导教师：李宏目录课程设计目的及要求 (3)选题及设计思想 (3)调试结果及分析 (12)课程设计总结 (24)参考文献 (25)源程序 (25)一、课程设计目的及要求1.1课程设计目的1．全面学习课程所学理论知识，巩固所学知识重点和难点，将理论和实践很好地结合起来；2．提高综合运用所学知识独立分析和解决问题的能力；3．熟练使用一种高级语言进行编程实现。
1.2课程设计要求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模拟频率应以实际频率显示，数字频率应对 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，参数设置，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。
3、演示系统使用GUI界面或混合编程实现集成打包发布。
二、选题及设计思想2.1 课程设计选做题目2.1.1 验证时域采样定理与频域采样定理给定模拟信号：式中，。
对进行采样，可得采样序列1）选择采样频率，观测时间，观测所得序列及其幅频特性；2）改变采样频率，观测此时的变化；3）令采样频率，观测此时的变化；要求分析说明原理，绘出相应的序列及其它们对应的幅频特性曲线，指出的变化，说明为什么？本题的目的在于验证时域采样理论。
为了说明时域采样与频域采样的对偶性，我有选做了第二组的第一小题。
题目如下：1）产生一个三角波序列，长度为M=40；2）计算点的，并画出和的波形3）对在上进行32点抽样，得到4）求的32点IDFT，即5）绘出的波形图，观察和的关系，并加以说明。
数字信号处理课设报告
课程设计任务书学生姓名：杨茜专业班级：电信1206班指导教师：黄朝兵工作单位：信息工程学院题目：IIR带阻滤波器的设计初始条件：具备数字信号处理的理论知识；具备Matlab编程能力；熟悉带阻滤波器的设计原理；提供编程所需要的计算机一台要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、设计中心频率为200Hz，带宽为150Hz的IIR数字带阻滤波器；2、独立编写程序实现3、完成符合学校要求的设计说明书时间安排：一周，其中3天程序设计，2天程序调试指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要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是装置。
数字滤波器的功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理，已达到信号频谱的目的。
由于电子计算机技术和大规模集成电路的发展，数字滤波器已可用计算机软件实现，也可用大规模集成数字硬件实时实现。
使用MATLAB信号处理箱和BW（巴特沃斯）设计低通滤波器。
IIR数字滤波器，又名“无限脉冲响应数字滤波器”，或“递归滤波器”。
递归滤波器，也就是IIR数字滤波器，顾名思义，具有反馈，一般认为具有无限的脉冲响应。
关键字：数字滤波器IIR MATLABAbstractDigital filter is made up of digital multiplier, adder and delay time of an algorithm, or device.The function of the digital filter is the input discrete signal processing of digital code, has reached the purpose of the signal spectrum.Due to the development of the computer technology and large scale integrated circuit, the digital filter has been available computer software implementation, large-scale integrated digital real-time hardware implementation is also ing the MATLAB signal processing box and BW, butterworth low-pass filter design.IIR digital filter, also known as "infinite impulse response digital filter", or "recursive filter".Recursive filter, also known as the name implies, IIR digital filter, with feedback, generally credited with infinite impulse response.Key word:Digital filter IIR MATLAB目录1.绪论 (1)2. 数字滤波器的设计 (2)2.1数字滤波器的分类 (2)2.2带阻数字滤波器的设计指标 (2)2.3带阻数字滤波器设计的方案选择 (2)2.3.1模拟滤波器的选择 (2)2.3.2数字滤波器的转化方法选择 (3)2.4数字滤波器的设计原理 (3)2.4.1数字滤波器的设计步骤 (3)2.4.2数字滤波器的设计框图 (3)2.4.3数字滤波器的原理说明 (4)3. IIR数字带阻滤波器的设计 (6)3.1IIR数字带阻滤波器的设计步骤 (6)3.2MATLAB函数的调用 (7)3.3MATLAB程序代码 (7)3.4仿真结果 (9)3.5设计结果分析 (11)4.总结 (12)5.参考文献 (13)本科生课程设计成绩评定表 (14)1.绪论在现代通信系统中，由于信号中经常混有各种复杂成分，所以很多信号分析都是基于滤波器而进行的，而数字滤波器是通过数值运算实现滤波，具有处理精度高、稳定、灵活、不存在阻抗匹配问题，可以实现模拟滤波器无法实现的特殊滤波功能。
数字信号处理的课程设计报告
目录1.绪论 (3)1.1 设计目的 (3)1.2 设计的要求 (3)1.3 设计内容 (3)1.3.1 预习题部分 (3)1.3.2 设计题部分 (4)2.设计方案与设计原理 (5)2.1 设计思路 (5)2.2设计原理 (6)3.设计步骤与仿真结果 (9)3.1 语音信号的获取 (9)3.1.1 语音信号的采集 (9)3.1.2 干扰信号的加载 (10)3.2 IIR数字滤波器的设计 (12)3.2.1 巴特沃斯带通滤波器的设计 (12)3.2.2 巴特沃斯低通滤波器的设计 (13)3.2.3 巴特沃斯高通滤波器的设计 (13)3.3 FIR数字滤波器的设计 (14)3.3.1 Hanning窗带通滤波器的设计 (14)3.3 .2 Hanning窗带通滤波器的设计 (15)3.3.3 Hanning窗带通滤波器的设计 (16)4.预习题部分 (17)5.收获和体会 (26)6主要参考文献 (28)7.附录 (29)附录1巴特沃斯带通滤波器的仿真程序 (29)附录2 巴特沃斯低通滤波器的仿真程序 (30)附录3 巴特沃斯高通滤波器的仿真程序 (31)附录4 Hanning窗带通滤波器仿真程序 (32)附录5 Hanning窗低通滤波器仿真程序 (33)附录6 Hanning窗高通滤波器仿真程序 (34)1 绪论1.1设计目的通过本次课程设计，综合运用数字信号处理技术课程和其他有关先修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。
初步培养学生对工程设计的独立工作能力，学习设计的一般方法。
通过课程设计树立正确的设计思想，提高学生分析问题、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) 熟悉离散信号和系统的时域特性。
(2) 掌握数字信号处理的基本概念，基本理论和基本方法。
（3) 掌握序列快速傅里叶变换方法。
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。
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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。
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本科生课程设计报告课程名称数字信号处理课程设计指导教师赵亚湘学院信息科学与工程学院专业班级通信工程1301班姓名学号摘要 (1)一、课程设计目的 (2)二、课程设计内容 (2)三、设计思想和系统功能分析 (3)3.2问题二的设计分析 (4)3.3问题三的设计分析 (5)3.4问题四的设计分析 (6)3.5 GUI的设计分析 (7)四、数据测试分析 (8)4.1 问题一数据测试分析 (8)4.2 问题二数据测试分析 (11)4.3 问题三数据测试分析 (16)4.4 问题四数据测试分析 (19)4.5 GUI测试分析 (27)五、问题及解决方案 (29)5.1 设计过程 (29)5.2 遇到的具体问题 (30)六、设计心得体会 (31)参考文献 (32)附录通信工程专业的培养目标是具备通信技术的基本理论和应用技术，能从事电子、信息、通信等领域的工作。
鉴于我校充分培养学生实践能力的办学宗旨，对本专业学生的培养要进行工程素质培养、拓宽专业口径、注重基础和发展潜力。
特别是培养学生的创新能力，以实现技术为主线多进行实验技能的培养。
通过《数字信号处理》课程设计这一重要环节，可以将本专业的主干课程《数字信号处理》从理论学习到实践应用，对数字信号处理技术有较深的了解，进一步增强学生动手能力和适应实际工作的能力。
数字信号处理课程主要是采用计算机仿真软件，以数值计算的方法对信号进行分析、变换、滤波、检测、估计与识别等加工处理，以达到提取信息便于使用的目的。
数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。
因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域，这通常通过模数转换器实现。
而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域，这是通过数模转换器实现的。
数字信号处理技术及设备具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等突出优点，这些都是模拟信号处理技术与设备所无法比拟的。
数字信号处理的核心算法是离散傅立叶变换(DFT)，是DFT使信号在数字域和频域都实现了离散化，从而可以用通用计算机处理离散信号。
而使数字信号处理从理论走向实用的是快速傅立叶变换(FFT)，FFT的出现大大减少了DFT的运算量，使实时的数字信号处理成为可能、极大促进了该学科的发展。
数字信号处理课程设计主要使用的仿真软件是MATLAB,MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。
它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户接口、连接其它编程语言的程序等，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。
关键词：数字信号处理 MATLAB 课程设计 DFT一、课程设计目的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．提高综合运用所学知识独立分析和解决问题的能力；3．熟练使用一种高级语言进行编程实现。
二、课程设计内容课程设计选题组五：1. 设一序列x n （）含有三种频率成分：1232,2.05, 1.9, f kHz f kHz f kHz ===采样频率10s f kHz =，分别取1264, 128N N ==点数据作频谱特性分析，分别绘出x n （）、x n （）的64点DFT 、64点x n （）补0到128点时的DFT 、128点x n （）的DFT 波形，比较说明在哪种情况下可以清楚地分别出信号的频率分量。
2. 三点平滑滤波器（FIR ）的表达式为因此M 点平滑滤波器的表达式可表示成101()()M k y n x n k M -==-∑ 令：247()cos()50S n n π= 1()cos()10S n n π= S1是低频正弦信号，S2是高频正弦信号令 12x n s n s n=+（）（）（） 要求：（1）M=3时，写出平滑滤波器的单位脉冲响应h(n)（2）分别画出1()s n 、2()s n 、x n （）和M=3时的输出()y n 的波形图。
并分析平滑滤波器的特性。
（3）改变M 的值（如令M=5，7，11），画出它们对应的输出()y n 。
分析M 的大小对滤波器的影响。
（4）对于四个不同的M 值，分别画出滤波器对应的幅频特性曲线。
3.利用巴特沃斯滤波器原型设计一个数字带通滤波器，使其满足：12120.4, 0.5, 3dB0.2, 0.7, 30dB p p p s s s A A ωπωπωπωπ======采用数字域频率变换法、双线性变换法。
T ＝1。
(要求：应尽量避免使用现成的工具箱函数)1()(()(1)(2))3y n x n x n x n =+-+-4. 倒频系统实现倒频是目前对讲机采用的一种语音保密技术。
它是将信号的高频和低频进行交换，即将信号的高频部分搬到低频段，而将低频部分搬到高频段。
倒频后的信号和原始信号具有相同的频带范围。
由于原始语音信号的频率成分被置乱从而降低了可懂度，起到语音保密作用。
在接受端采用同样的倒频器再将信号恢复。
倒频系统的工作原理如图所示，设输入信号的最高角频率为m ω。
图中HP 是理想高通滤波器，其截止角频率为b ω，LP 为理想低通滤波器，其截止角频率为m ω， 根据倒频系统的原理框图，要求：（1）读入或录制一段语音信号（2）利用FFT 分析语音信号频谱分布特性。
（3）选择角频率b ω和m ω，设计相应的低通、高通滤波器，画出滤波器的幅频特性。
（4）利用倒频系统对语音信号进行加密和解密，画出语音信号在加密前和加密后的时域和频域波形图，并通过语音回放验证加密和解密的效果。
三、设计思想和系统功能分析3.1问题一的设计分析设计要求：因为f1=2Hz,f2=2.05Hz,f3=1.9Hz 采样频率为fs=10Hz,所以构造余弦序列x(n)=cos(2n πf1/fs)+ cos(2n πf2/fs)+ cos(2n πf3/fs)，该序列满足上述三个频率分量，分别取128,6421==N N 点数据作频谱特性分析，分别绘出x(n),x(n)的64点DFT 、64点x(n)补0到128点时的DFT 、128点x(n)的DFT 波形。
设计原理：1. 设x(n)是一个长度为M 的有限长序列，则定义x(n)的N 点离散傅里叶变换为：10()[()](), k=0, 1, &, N-1 (3.1.1)N kn N n X k DFT x n x n W -===∑2. DFT 是信号分析与处理中的一种重要变换。
因直接计算DFT 的计算量与变换区间长度N 的平方成正比，当N 较大时，计算量太大，所以行谱分析和信号的实时处理采用快速傅里叶变换(简称FFT)。
/21/211/22/21200()()()()()N N kr k kr k N N N N r r X k x r W W x r W X k W X k --===+=+∑∑3. 进行MATLAB 仿真时采用函数Y=fft(y,N)可以对离散序列进行N 点DFT 变换，将时域上的信号变换到频域，进行归一化得到频谱特性。
4. N 点DFT 是在频率区间[0,2π]对时域离散信号的频谱进行N 点等间隔采样，而采样点之间的频谱时看不到的。
就好像从N 个栅栏缝隙中观察信号的频谱情况，仅得到N 个缝隙中看到的频谱函数值。
因此称这种现象为栅栏效应。
由于栅栏效应，有可能漏掉大的频谱分量，为了把原来被“栅栏”挡住的频谱分量检测出来，对于有限长序列，可以在原序列尾部补零；对于无限长序列，可以增大截取长度及DFT 的变换空间，从而使频率的采样间隔变小，增加频域采样点数和采样点位置，使原来漏掉的某些频谱分来那个被检测出来。
3.2问题二的设计分析设计要求：M 点平滑滤波器：101()()M k y n x n k M -==-∑12x n s n s n=+（）（）（） 绘制1()s n 、2()s n 、x n （）和M=3时的输出()y n 的波形图，并分析平滑滤波器的特性。
改变M 的值（如令M=5，7，11），画出它们对应的输出()y n ，分析M 的大小对滤波器的影响，对于四个不同的M 值，分别画出滤波器对应的幅频特性曲线。
设计原理：1. 三点平滑滤波器是一个线性时不变的有限冲激响应系统，将输出延时一个抽样周期，可得到三点平滑滤波器的因果表达式，生成的滤波器表示为：1()(()(1)(2))3y n x n x n x n =+-+-归纳上式可得101()()M k y n x n k M -==-∑ 此式表示了一个因果M 点平滑FIR 滤波器。
2. 对线性离散时间系统，若y1(n)和y2(n)分别是输入序列x1(n)和x2(n)的响应，则输入 )(2)(1)(n x n x n x βα+=的输出响应为 )(2)(1)(n y n y n y βα+=，则系统称为线性系统。
3. 对于离散时不变系统，若y1(n)是x1(n)的响应，则输入 x(n)=x1(n-n0)的输出响应为 y(n)=y1(n-n0)，则称系统为时不变系统。
4.运用函数y=filter(A,B,X)计算输入信号x 的滤波输出，其中B,A 分别表示为滤波器传递函数的分子和分母系数向量（按降幂排列）。
Y = filter(B,A,X) ，输入X 为滤波前序列，Y 为滤波结果序列，B/A 提供滤波器系数，B 为分子，A 为分母 整个滤波过程是通过下面差分方程实现的：na)-y(n 1)+a(na -…… - 1)-y(n a(2) - nb)-x(n 1)+b(nb + + 1)-x(n b(2) + x(n)b(1) = y(n)a(1)⋅⋅⋅⋯⋯⋅⋅⋅ 利用filter 函数构造M 点平滑滤波器。
5. 进行MATLAB 仿真时采用函数Y=fft(y,N)可以对离散序列进行N 点DFT 变换，利用MATLAB 离散傅里叶变换函数对序列进行频谱变换，将时域上的信号变换到频域，进行归一化得到频谱特性。
通过MATLAB 频谱波形图分析信号频谱成分。
3.3问题三的设计分析设计要求：利用双线性法基于MATLAB 以巴特沃斯滤波器原型设计一个数字带通滤波器技术指标：12120.4, 0.5, 3dB0.2, 0.7, 30dBp p p s s s A A ωπωπωπωπ======设计原理： 1. 巴特沃斯原理 实际的滤波电路往往难以达到理想的要求，如要同时在幅频和相频响应两方面都满足要求就更为困难。
因此，只有根据不同的实际需要，寻求最佳的近似理想特性。
例如，可以主要着眼于幅频响应，而不考虑相频响应，也可以从满足相频响应出发，而把幅频响应居于次要位置。