数字信号处理实验与课程设计教程

数字信号处理课程设计(综合实验)

班 级：姓 名：学 号：指导教师：设计时间：成 绩：

评 语：

电子信息工程1202X

X X 1207050227

XXX

2014.12.22-2015.1.4

实验一 时域采样与频域采样定理的验证实验

1. 时域采样理论与频域采样理论是数字信号处理中的重要理论。要求掌握模拟信号采样前后频谱的变化，以及如何选择采样频率才能使采样后的信号不丢失信息；

2. 要求掌握频率域采样会引起时域周期化的概念，以及频率域采样定理及其对频域采样点数选择的指导作用。

二、程序运行结果

1.时域采样定理验证结果：

2.频域采样定理验证结果：

三、参数与结果分析

1. 时域采样参数与结果分析：对模拟信号

xa(t)以T进行时域等间隔理想采样，形成

的采样信号的频谱会以采样角频率Ωs（Ωs=2π/T）为周期进行周期延拓。采样频率Ωs必

须大于等于模拟信号最高频率的两倍以上，才能使采样信号的频谱不产生频谱混叠。

xa(t)的最高截止频率为500HZ，而因为采样频率不同，得到的x1(n)、x2(n)、x3(n)的长度不同。频谱分布也就不同。x1(n)、x2(n)、x3(n)分

数字信号处理 课程设计报告

题 目： 典型序列的谱分析及特性 学 院： 培黎工程技术学院 班 级： 电信111本 学 号： 20110602050105 姓 名： 董新伟 联系方式： 18309464272 指导教师： 石 蕊 报告成绩：

2014年 12月24日

目录

一、设计任务与要求 ........................................................................ 3 1.1设计任务 ................................................................................ 3 1.2 设计要求 ............................................................................... 3 二、设计原理及过程

数字信号处理 课程设计报告

题 目： 典型序列的谱分析及特性 学 院： 培黎工程技术学院 班 级： 电信111本 学 号： 20110602050105 姓 名： 董新伟 联系方式： 18309464272 指导教师： 石 蕊 报告成绩：

2014年 12月24日

目录

一、设计任务与要求 ........................................................................ 3 1.1设计任务 ................................................................................ 3 1.2 设计要求 ............................................................................... 3 二、设计原理及过程

一、课程设计要求

1.熟练掌握MATLAB语言的编程方法；

2.熟悉用于一维数字信号处理的MATLAB主要函数的应用； 3.记录实验结果（包括波形和数据），撰写课程设计报告。 二、课程设计内容

1.序列的产生

（1）编写程序产生以下序列x1(n)=(0.8)nu(n),x2(n)=u(n+2)-u(n-2),x3(n)=δ(n-4), X4(n)=R4(n),并画出波形；

（2）求卷积x1(n)* x2(n),.x1(n)*x3(n),画出波形 程序如下 clear all n=-20:20; a1=(0.8.^n) x1=a1.*(n>=0); figure(1) subplot(2,1,1) stem(n,x1);

xlabel('n');ylabel('x1(n)'); title('单位采样序列'); axis([-10 20 0 1.2]); grid;

x2=(n+2>=0)-(n-2>=0); subplot(2,1,2) stem(n,x2);

xlabel('n');ylabel('x2(n)'); title('单位阶跃序列'); axis([-10 20 0 1.2]); grid; x3=(n==4); figure(

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------------------------

第 1 页 数字信号处理课程设

计论文

班级：光电

2班

姓名：范宇飞

学号：311308000713

摘要 (3)

一．设计内容 (4)

设计要求 (4)

设计内容 (4)

二．设计原理 (5)

三．设计过程 (6)

1.程序源代码 (6)

调试分析过程描述： (9)

结果分析： (12)

总结： (14)

第2 页

摘要

在现代通信系统中，因为信号中经常混有各种复杂成分，因而很多信号分析都是基于滤波器而进行的。而数字滤波器 [1] ，则是通过数值运算实现滤波，它具有处理精度高、灵活、稳定、不存在阻抗匹配问题的特点。根据单位冲激响应函数的时域特性，数字滤波器可分为两种，即有限长冲激响应(FIR)数字滤波器和无限长冲激响应(IIR)数字滤波器。IIR数字滤波器实现的阶次要求较低，所用的存储单元也较少，并且具有效率高，精度高的优点，除此还能够保留一些模拟滤波器的优良特性，所以应用领域广阔。本文主要研究了IIR数字滤波器的常用设计方法，即冲激响应不变法和双线性变换法。在分析IIR数字滤波器的原理基础上，从理论分析确定了所要设计的IIR数字滤波器的实现方法。接着利用MATLAB函数语言编程，用Simulink工具仿真IIR数字滤波器，其中用信号处理图形界面FDATool来设计滤波器，

抽样定理的应用

摘要

抽样定理表示为若频带宽度有限的，要从抽样信号中无失真地恢复原信号，抽样频率应大于2倍信号最高频率。抽样频率小于2倍频谱最高频率时，信号的频谱有混叠。抽样频率大于2倍频谱最高频率时，信号的频谱无混叠。

语音信号处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音信号进行处理的新兴学科，是目前发展最为迅速的学科之一，通过语音传递信息是人类最重要，最有效，最常用和最方便的交换信息手段，所以对其的研究更显得尤为重要。

Matlab语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用软件，它可以将声音文件变换成离散的数据文件，然后用起强大的矩阵运算能力处理数据。这为我们的本次设计提供了强大并良好的环境！

本设计要求通过利用matlab对模拟信号和语音信号进行抽样，通过傅里叶变换转换到频域，观察波形并进行分析。

关键词：抽样 Matlab

目录

一、设计目的： ........................................................................................ 2 二、设计原理： ............................................

抽样定理的应用

摘要

抽样定理表示为若频带宽度有限的，要从抽样信号中无失真地恢复原信号，抽样频率应大于2倍信号最高频率。抽样频率小于2倍频谱最高频率时，信号的频谱有混叠。抽样频率大于2倍频谱最高频率时，信号的频谱无混叠。

语音信号处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音信号进行处理的新兴学科，是目前发展最为迅速的学科之一，通过语音传递信息是人类最重要，最有效，最常用和最方便的交换信息手段，所以对其的研究更显得尤为重要。

Matlab语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用软件，它可以将声音文件变换成离散的数据文件，然后用起强大的矩阵运算能力处理数据。这为我们的本次设计提供了强大并良好的环境！

本设计要求通过利用matlab对模拟信号和语音信号进行抽样，通过傅里叶变换转换到频域，观察波形并进行分析。

关键词：抽样 Matlab

目录

一、设计目的： ........................................................................................ 2 二、设计原理： ............................................

《 数字信号处理课程设计 》

指导书

适用专业： 通信工程、电子信息工程

教师姓名： 余尤好

莆田学院电信系电信教研室

2011.02

目 录

设计一 正余弦信号的谱分析……………………………………………………………………1 设计二 数字滤波器的设计及实现………………………………………………………………3 设计三 语音信号滤波处理………………………………………………………………………6 设计四 调制解调系统的设计及实现……………………………………………………………7 设计五 倒频系统的软件实现及使用…………………………………………………………11

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。数字频谱分析可以使用在很广阔领域，频谱分析方法是基于以下的观测：如果连续时间信号ga(t)是频带有限的，

《 数字信号处理课程设计 》

指导书

适用专业： 通信工程、电子信息工程

教师姓名： 余尤好

莆田学院电信系电信教研室

2011.02

目 录

设计一 正余弦信号的谱分析……………………………………………………………………1 设计二 数字滤波器的设计及实现………………………………………………………………3 设计三 语音信号滤波处理………………………………………………………………………6 设计四 调制解调系统的设计及实现……………………………………………………………7 设计五 倒频系统的软件实现及使用…………………………………………………………11

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。数字频谱分析可以使用在很广阔领域，频谱分析方法是基于以下的观测：如果连续时间信号ga(t)是频带有限的，