中南大学数字信号处理课设报告

数字信号处理课程设计

目录

一、课程设计题目 (1)

二、题目设计要求 (2)

三、设计思想及步骤 (2)

3.1Gaussian序列频域变换 (2)

●3.1.1设计内容 (2)

●3.2.2设计思想 (3)

●3.2.3设计步骤 (3)

●3.3.4设计结果 (3)

3.2对周期方波信号进行滤波 (6)

●3.2.1设计内容 (6)

●3.2.2设计思想 (6)

●3.2.3设计步骤 (7)

●3.2.4设计结果 (7)

3.3对语音信号实现回声处理 (11)

●3.3.1设计内容 (11)

●3.3.2设计思想 (11)

●3.3.3设计步骤 (11)

●3.3.4设计结果 (11)

四、结果分析 (14)

4.1.Gaussian序列频域变换分析 (14)

4.2.对周期方波信号进行滤波 (14)

4.3.对语音信号实现回声处理 (14)

五、总结 (15)

六、附录 (16)

6.1参考书目 (16)

6.2源程序 (17)

一、课程设计题目

课程设计选题一：

1. 已知Gaussian 序列

2

(),015()0,n p q a e n x n --⎧⎪≤≤=⎨⎪⎩其它

1）固定信号xa(n)中参数p=8，改变q 的值，使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，改变p ，使p 分别等于8，12，14，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。

2）设有序列 9()cos()cos(),049510b x n n n n ππ=+≤≤

试实现 xa(n)（p ＝8，q ＝2）和 xb(n)的时域线性卷积

3）用FFT 分别实现xa(n)（p ＝8，q ＝2）和 xb(n)的线性卷积和50点的圆周卷积。

2. 对周期方波信号进行滤波

1）生成一个基频为10Hz 的周期方波信号。

2）选择适当的DFT 参数，对其进行DFT ，分析其频谱特性，并绘出相应曲线。

3）设计多个滤波器，分别滤除该周期信号中30Hz 、40Hz 、50Hz 以后的频率分量，观察滤波前后信号的时域和频域波形变化

4）如果该信号淹没在噪声中，试滤除噪声信号

3. 1）获取一段音乐或语音信号，设计单回声滤波器，实现信号的单回声产生。给出单回

声滤波器的单位脉冲响应及幅频特性，给出加入单回声前后的信号频谱。

2）设计多重回声滤波器，实现多重回声效果。给出多回声滤波器的单位脉冲响应及幅频特性，给出加入多重回声后的信号频谱。

3）设计多段均衡器，使得不同频率的混合音频信号，通过一个均衡器后，增强或削减某些频率分量

二、题目设计要求

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。

三、设计思想及步骤

3.1Gaussian序列频域变换

●3.1.1设计内容

●3.2.2设计思想

信号的频谱分析就是利用傅里叶分析的方法，求出与时域描述相对应的频域描述，从中找出信号频谱的变化规律，其重点是阐述频谱分析过程中可能存在的误差。可能存在的误差有：

混叠现象

对连续信号进行频谱分析时，先要对信号进行采样，理论上要求采样频率fs必须大于两倍信号的最高频率。在满足采样定理条件下，采样序列的数字频谱能准确反映连续信号的模拟频谱，否则会发生频谱混叠现象。严格地讲，实际信号的持续时间有限、频谱无限，为了尽可能减少频谱混叠，信号在采样之前一般都要进行预滤波处理。

截断效应

（1）频谱泄漏

原序列经截断后，频谱会向两边展宽，通常称这种展宽为泄漏。频谱泄漏使频谱变模糊，分辨率变差，泄漏程度和窗函数幅度谱主瓣宽度有关。窗型一定，窗口越长，主瓣越窄，频谱泄漏越小。窗口长度一定，矩形窗主瓣最窄，频谱泄漏最小，但其旁瓣的幅度最大。

（2）谱间干扰

对原序列截断，频谱不仅会向附近展宽，还会形成许多旁瓣，引起不同频率间的干扰，简称谱间干扰。特别是强信号谱的旁瓣可能湮没弱信号的主谱或误认为是另一假信号的主谱线。矩形窗的旁瓣幅度大，谱间干扰严重。相对而言，布莱克曼窗的旁瓣幅度比矩形窗小，谱间干扰小，但其主瓣过渡带宽，分辨率差。

（3）栅栏效应

我们应根据频谱图像分析误差，和减小误差的办法。

●3.2.3设计步骤

1.确定采样频率

2.画出时域波形

3.利用FFT画出频域波形

4.进行卷积处理

●3.3.4设计结果

xa(n)中参数p=8，q分别等于2，4，8，它们的时域和幅频特性：