数字信号处理课程设计参考题目

一、数字信号处理课程设计内容及考核要求

1、课程设计内容：

（1）从以下四个题目中任选其中一个题目，根据题目要求完成程序的编制、调试和仿真；

（2）按照题目要求撰写课程设计报告，回答题目设定的问题。

2、考核要求：

（一）课程设计以（6——8人）小组完成，但不能出现设计报告雷同情况，一经发现，雷同报告均按不合格处理；最终以PPT小组答辩作为考核。

题目二：有限冲激响应滤波器（FIR）的设计1. 设计目的：

1、加深对数字滤波器的常用指标理解。

2、学习数字滤波器的设计方法。

3. 掌握FIR 滤波器的原理。 2. 设计内容：

利用MATLAB 编程，分别用窗函数法和等波纹滤波器法设计两种FIR 数字滤波器，指标要求如下：

通带边缘频率：ππ65.045.021=Ω=ΩP P ，，通带峰值起伏：][1dB P ≤α。 阻带边缘频率：ππ75.03.021=Ω=ΩS S ，，最小阻带衰减：][40dB S ≥α。 3. 设计原理：

图1 一个典型数字低通滤波器的结构

低通滤波器的常用指标：

⎩

⎨

⎧≤Ω≤Ω≤ΩΩ≤Ω+≤Ω≤-πδδδ|||)(|||1|)(|1S S P P P H H ，，

（1）通带边缘频率P Ω； （2）阻带边缘频率S Ω； （3）通带起伏P δ；

（4）通带峰值起伏])[1(log 2010dB P P δα--=；

（5）阻带起伏S δ，最小阻带衰减])[(log 2010dB S S δα-=。 4. 设计步骤：

1．熟悉MATLAB 的开发环境和使用方法。

2．按照实验内容，编写一个.m 脚本文件，利用MA TLAB 函数fir1和窗函数法设计FIR 数字滤波器。具体参数为：b=fir1(N,Wn,’ftype ’,taper)，N 代表滤波器阶数；Wn 代表滤波器的截止频率(归一化频率)，当设计带通和带阻滤波器时，Wn 为双元素相量；ftype 代表滤

波器类型，如’high ’高通，’stop ’带阻等；taper 为窗函数类型，默认为海明窗，窗系数需要实现用窗函数blackman, hamming,hanning chebwin, kaiser 产生。

3. 按照实验内容，编写一个.m 脚本文件，利用MA TLAB 函数remezord 和等纹波滤波器法设计FIR 数字滤波器。一般调用函数remezord 来计算等波纹滤波器阶数N 和加权函数W(ω)，调用函数remez 可直接求出滤波器系数。函数remezord 中的数组fedge 为通带和阻带边界频率，数组mval 是两个边界处的幅值，而数组dev 是通带和阻带的波动，fs 是采样频率单位为Hz 。

5. 设计报告要求：

（1） 简述有限冲激响应滤波器的基本原理； （2） 分析本设计的程序代码功能，给出相应注释； （3） 完成以上设计内容并对结果进行分析；

（4） 打印程序清单并画出信号波形（实验仿真截图）； （5） 写出本次课程设计的收获和体会。

题目三：无限冲激响应滤波器（IIR ）的实现 1. 设计目的：

1、加深对数字滤波器的常用指标理解。

2、学习数字滤波器的设计方法。 3. 掌握IIR 滤波器的原理与实现方法。 4. 掌握用C 语言编写DSP 程序的方法

5. 掌握利用CCS 开发环境进行TMS320C5416芯片汇编语言的开发。 2. 设计内容：

采用巴特沃思型滤波器，并用双线性变换法转换成数字滤波器。 3. 设计原理：

数字滤波器的输入x[k]和输出y[k]之间的关系可以用如下常系数线性差分方程及其z 变换描述：

]

[][][0

1

i k y b i k x a k y N i M

i i i -+-=∑∑==

系统的转移函数为：

∑∑=-=-+==N

k k

k M

k k

k z a z

b z X z Y z H 01

1)()()(

设计一个IIR 滤波器就是要根据所给定的指标确定上式中的分子和分母系数。

设计IIR 数字滤波器可以先设计一个合适的模拟滤波器，然后变换成满足给定指标的数

字滤波器。这种方法很简便，因为模拟滤波器有多种设计方法，如巴特沃思型滤波器、切比雪夫型滤波器、椭圆函数型滤波器等，并且已经具有很多简单而又现成的设计公式。采用这种方法需要把s 平面映射到z 平面，使模拟系统函数H(s)变换成所需的数字滤波器的系统函数H(z)。映射方法主要有冲激响应不变法、阶跃响应不变法和双线性变换法。前两种方法会因为多值映射关系产生混叠失真，双线性变换法克服了这一缺点。双线性变换法的映射关系式是：

1111--+-=z z c

s

4. 设计步骤：

1. 在CCS 环境中打开本实验的工程（Ex4_6.pjt ），

2. 编译并重建 .out 输出文件，然后通过仿真器把执行代码(.out 的文件)下载到

DSP 芯片中；

3. 运行程序

；

4. 在Watch 窗口观察系统函数H(z)的分子和分母系数ptr_b ，ptr_a 。写出该滤波器的系统函数。

5. 选择view->graph->time/frequency … 。 设置对话框中的参数: 其中“Start Address ”设为“hwdb ”，“Acquisition buffer size ”和“Display Data size ”都设为“50”，并且把“DSP Data Type ”设为“32-bit floating point ”，观察幅频响应的波形(如图)；