2009级数字信号处理课程设计任务书

二○一一～二○一二学年第一学期

电子信息工程系

课程设计报告书

班级：电子信息工程2009级班学号：

姓名：

课程名称：数字信号处理课程设计

学时学分：1周1学分

指导教师：杨永立

二○一一年十一月三十日

一、课程设计的目的和任务

“数字信号处理”课程是信息和通信工程专业必修的专业技术基础课程。课程以信号与系统作为研究对象，研究对信号进行各种处理和利用的技术。通过该课程的学习，学生应牢固掌握确定性信号和系统的分析方法、相关算法、系统实现等的相关知识的，借助于数字滤波器的设计及实现，学生可掌握数字系统的分析以及设计方法。数字信号处理是理论性和工程性都很强的学科，本课程设计的目的就是使该课程的理论与工程应用的紧密结合, 使学生深入理解信号处理的内涵和实质。

本课程设计要求学生在理解信号处理的数学原理的基础上，应用计算机编程手段，实现一种信号分析或处理的设计，达到对所学内容融会贯通，综合各部分知识，按照题目要求独立设计完成。

二、课程设计的题目

1. DTMF信号的产生与解码

DTMF编解码广泛应用于数字电话拨号，简单通信协议等领域。目前所有的电话和传真机按键都是采用DTMF信号进行编码和传输的，该方案实际是利用模拟信号对数字符号进行编码。

该编码方案共使用8个模拟频率对16个符号进行编码，这16个频率分为2个群：高音群和低音群。所以称为双音多频(Dual-Tone Multiple-Frequency)编码，其编码方案如图3。由图可知每个符号由一个高音频率和一个低音频率唯一确定。

图3 DTMF信号编码方案

对于该信号的产生，我们可以利用数字振荡器来完成。

而对这些信号的检测，则可以利用DFT来完成。要注意的是，这里只需要计算16个频点的FFT输出，因此课本上介绍基2或基4算法并不是最优的，这时我

们需要采用Goerzel算法完成所需的DFT。当然我们也可以用16个窄带带通滤波器完成，窄带带通滤波器的中心频率就是上述各频率。对窄带滤波器输出信号的输出做判决就可以得到解码的结果。

设计要求

编制程序生成并显示各符号的时域信号和对应的幅频曲线。

编程模拟电话拨号过程：输入电话号码，生成各号码的时域信号，给时域信号加噪声，编程对含噪声的电话拨号信号进行解码。编制程序测试编解码程序的正确性。要列出表格，统计拨出的符号的解码成功率。

独立完成设计，选择自己熟悉的编程语言编写程序，最好能给出图形界面。

2. 滤波器设计

产生一个连续信号，包含低频，中频，高频分量，对其进行采样，进行频谱分析，分别设计低通，带通，高通滤波器对信号进行滤波处理，观察滤波前后信号的频谱。

独立完成以上设计，有能力的同学设计一个友好的人机交互界面，不限编程语言。

三、课程设计任务

2个题目任选一题。

1.设计报告一律按照规定的格式，使用A4纸，格式、封面统一给出模版。

2.报告内容

（a）设计要求

（b）设计原理

（c）设计结果、仿真波形及结果分析

（d）收获和体会

（e）参考文献

（f）附录：源程序清单

字数要求不少于2000字。

四、课程设计报告要求及成绩评定方法

提交课程设计报告。课程设计成绩按照设计报告和操作两部分情况综合给出，如果能够进行答辩将酌情加分。

设计报告内容包括设计任务，设计要求，详细程序清单，运行结果或性能指标分析等内容。

设计报告及书写内容要求：

课程设计任务完成后，每位同学必须独立书写一份课程设计报告。课程设计报告的内容应包括以下五个部分：

需求分析：包括设计题目、设计要求以及系统功能分析；

原理分析和设计：包括理论分析和计算；

详细设计：包括算法设计思路以及对应的详细程序清单，并对程序有注释说明；

调试分析过程描述：包括测试数据、测试输出结果，以及对程序调试过程中存在问题的思考（列出主要问题的出错现象、出错原因、解决方法及效果等）；

总结：包括课程设计过程中的学习体会与收获、对本次课程设计的认识等内容。

指导老师负责验收程序的运行结果，并结合学生的工作态度、实际动手能力、创新精神和设计报告等进行综合考评，并按优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级给出每位同学的课程设计成绩。

注意：仿真波形图不准手画，必须是从程序运行后输出的界面中抓取。

凡是两份完全一样的设计，两人都按不及格处理。

附录1：设计报告封面

二○一○～二○一一学年第一学期

信息科学与工程学院

课程设计报告书

课程名称：数字信号处理课程设计

班级：电子信息工程2008级班

学号：

姓名：

指导教师：杨永立

二○一一年一月