设计数字信号处理课程设计

语音信号滤波去噪报告书

课程：数字信号处理

指导老师:

完成组员：

完成日期： 2013.01.05

摘要本课程设计主要是下载一段语音信号，绘制其波形并观察其频谱。然后在该语言信号中加一个噪音，利用布莱克曼和矩形窗窗设计一个FIR滤波器，对该语音信号进行虑噪处理，然后比较滤波前后的波形与频谱。在本课程设计中，是用MATLAB的集成环境完成一系列的设计。首先对加噪的语音信号进行虑波去噪处理，再比较滤波前后的频率响应曲线，若一样则满足所设计指标，否则不满足。也可以调用函数sound听滤波前后其语音信号是否带有噪声。若无噪声也说明该滤波器的设置也是成功的。

关键词语音信号；MATLAB； FIR滤波器；滤波去噪；

1 引言

人们在语音通信的过程中将不可避免的会受到来自周围环境的干扰，例如传输媒介引入的噪声，通信设备内部的电噪声，乃至其他讲话者的话音等。正因为有这些干扰噪声的存在，接受者接受到的语音已不是原始的纯净语音信号，而是受噪声干扰污染的带噪声语音信号。而本课程设计就是利用MATLAB集成环境用布莱克曼窗的方法设计一个FIR滤波器，对语音信号进行滤波去噪处理，并将虑噪前后的频谱图进行对比。

1.1 课程设计目的

数字信号处理课程设计是数字信号处理课程的重要实践性环节，是学生在校期间一次较全面的工程师能力训练，在实现学生总体培养目标中占有重要地位。综合运用本课程的理论知识进行频谱分析以及滤波器设计，通过理论推导得出相应结论，并利用MATLAB作为编程工具进行计算机实现，从而复习巩固了课堂所学的理论知识，提高了对所学知识的综合应用能力，并从实践上初步实现了对数字信号的处理。本课程设计能使学生对通信工程领域各种技术的DSP实现的设计有较熟练的掌握。且通过自身的实践，对DSP的设计程序、内容和方法有更深入的掌握，提高实际运用的能力。并可综合运用这些知识解决一定

的实际问题，使学生在所学知识的综合运用能力上以及分析问题、解决问题能力上得到一定的提高。

1.2课程设计的要求

（1）、录制一段个人自己的语音信号，并对录制的信号进行采样，画出采样后语音信号的时域波形和频谱图。

（2）、给定滤波器的性能指标，采用窗函数法和双线性变换设计滤波器，并画出滤波器的频率响应。

（3）、用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化并回放语音信号；

（4）、通过利用各种不同的开发工具实现语音信号的滤波去噪，掌握数字信号的分析方法和处理方法。而且通过课程设计能够培养学生严谨的科学态度，认真的工作作风和团队协作精神。

（5）、在老师的指导下，要求独立完成课程设计的全部内容，并按要求编写课程设计学年论文，能正确阐述和分析设计和实验结果。

1.3设计平台

MATLAB名称是有两个英文单词Matrix和Laboratory的前三个字母组成。MATLAB7.0是美国MathWorks公司开发的优秀计算软件MATLAB的最新版本。MATLAB自20世纪80年代面世以来，以其强大的数值计算能力、优秀的绘图功能以及与其他软件良好的交互功能在众多的数学计算软件中独领风骚，特别是它源代码的开放性使用户可以二次开发，受到了广大使用者的格外赞赏。

MATLAB是一个为科学和工程计算机专门设计的交互式大型软件，是一个可以完成各种精确计算和数据处理的、可视化的、强大的计算工具。它集图和精确计算与一身，在应用数学、物理、化工、机电工程、医药、金融和其他需要进行复杂数值计算的领域得到了广泛应用。它不仅是一个在各类工程设计中便于使用的计算工具，在世界各地的高等院校中十分流行，在各类工业应用中更有不俗的表现。MATLAB可以几乎所有的PC机和大型计算机上运行，适用于Window、UNIX等多种系统平台。本课程设计我们就可以直接诶使用MATLAB 提供的模块，实现模拟通信系统的仿真。

MATLAB软件有很强的开放性和适应性。在保持内核不变的情况下，MATLAB可以针对

不同的应用学科推出相应的工具箱，目前已经推出了图像处理工具箱、信号处理工具箱、小波工具箱、神经网络工具箱以及通信工具箱等多个学科的专用工具箱，极大的方便了不同学科的研究工作。国内已有越来越多的科研和技术人员认识到MABLAB 的强大作用，并在不同领域内使用MATLAB 来快速实现科研构想和提高工作效率。

2 设计原理

2.1 FIR 滤波器

FIR(Finite Impulse Response)滤波器：有限长单位冲激响应滤波器，是数字信号处理系统中最基本的元件，它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性，同时其单位抽样响应是有限长的，因而滤波器是稳定的系统。因此，FIR 滤波器在通信、图像处理、模式识别等领域都有着广泛的应用。

FIR 数字滤波器以其良好的线性特性被广泛应用于现代电子通信系统中，是数字信号处理的重要内容之一。在实际信号处理中，往往要求系统兼具实时性和灵活性，而已有的一些软件或硬件实现方案(如DSP)则难以同时达到这两方面的要求。使用具有并行处理特性的FPGA 来实现FIR 滤波器，既有很强的实时性，又兼顾了灵活性，为数字信号处理提供了一种很好的解决方案。FIR 滤波器系数计算较为繁琐，在设计时借助Matlab 工具箱，选择合适的窗函数，可以方便地计算滤波器系数，并分析其幅频、相频特性。

有限长单位冲激响应（FIR ）滤波器有以下特点：

(1)、系统的单位冲激响应h (n)在有限个n 值处不为零；

(2)、系统函数H (z)在|z|>0处收敛，极点全部在z = 0处（因果系统）；

(3)、 结构上主要是非递归结构，没有输出到输入的反馈，但有些结构中（例如频率抽样结构）也包含有反馈的递归部分。

设FIR 滤波器的单位冲激响应h (n)为一个N 点序列，0 ≤ n ≤ N —1，则滤波器的系统函数为：

H(z) = ∑-=1

0)(N n z n h -n (2-1)

就是说，它有（N —1）阶极点在z = 0处，有（N —1）个零点位于有限z 平面的任何位置因此H(z)是永远稳定的。稳定和香味特性是FIR 滤波器突出的优点。FIR 滤波器有

以下几种基本结构：横截型（卷积型、直接型）、级联型、频率抽样型、快速卷积结构。 FIRDF的设计方法主要分为两类：第一类是基于逼近理想滤波器特性的方法，包括窗函数法、频率采样法和等波纹最佳逼近法；第二类是最优设计法。

2.2窗口设计法

数字信号处理的主要数学工具是博里叶变换．而傅里叶变换是研究整个时间域和频率域的关系。不过，当运用计算机实现工程测试信号处理时，不可能对无限长的信号进行测量和运算，而是取其有限的时间片段进行分析。做法是从信号中截取一个时间片段，然后用观察的信号时间片段进行周期延拓处理，得到虚拟的无限长的信号，然后就可以对信号进行傅里叶变换、相关分析等数学处理。无线长的信号被截断以后，其频谱发生了畸变，原来集中在f(0)处的能量被分散到两个较宽的频带中去了(这种现象称之为频谱能量泄漏)。

为了减少频谱能量泄漏，可采用不同的截取函数对信号进行截断，截断函数称为窗函数，简称为窗。

窗函数设计法的基本思路是用FIRDF逼近希望的滤波特性。设希望逼近的滤波器的频

率响应函数为h

d (

e jω)，其单位脉冲响应用h

d

(n)表示。为了设计简单方便，通常选择h

d

(e j

ω)为具有片段常数特性的理想滤波器。因此h

d

(n)是无限长非因果序列，不能直接作为

FIRDF的单位脉冲响应。窗函数设计法就是截取h

d

(n)为有限长的一段因果序列，并用合适的窗函数进行加权做为FIRDF的单位脉冲响应h(n)。下面介绍窗函数设计法的基本设计过程。

窗口设计法的主要工作是计算h

d (n)和w(n)，但当H

d

(e jω)较为复杂时，h

d

(n)就不容易

由反付里叶变换求得。这时一般可用离散付里叶变换代替连续付里叶变换，求得近似值。窗口法的设计步骤如下：

（1）、通过傅里叶变换忽的理想滤波器的单位脉冲响应h

d

(n)。

（2）、根据指标选择窗口形状、大小和位置。确定窗口类型的主要依据是过渡带宽和阻带最小衰耗的指标。

（3）、给定理想频响由h

d (

e jω)和h

d

(n)，加窗得h(n)=w(n)h

d

(n)。

（4）、检验滤波器的性能。由h（n）求H (e jω) 是否在误差容限之内。如果不满足，则返回第（2）步。

以上步骤中h

d

(n)、H(e jω)的计算可采用傅氏变换的现成公式和程序，窗函数w(n)也是现

成的。但整个设计过程不能一次完成，因为窗口类型和大小的选择没有解析公式可一次算出。整个设计可用计算机编程来做。

窗口法的优点是简单，有闭合的公式可用，性能及参数都有表格资料可查，计算程序简单，较为实用。缺点是当H d (e j ω)较为复杂时，h d (n)就不容易由反付里叶变换求得。边

界频率因为加窗的影响而不易控制。

窗口函数对理想特性的影响：改变了理想频响的边沿特性，形成过渡带，宽为N 4π , 等于WR(ω)的主瓣宽度；过渡带两旁产生肩峰和余振（带内、带外起伏），取决于 WR(ω)的旁瓣，旁瓣多，余振多；旁瓣相对值大，肩峰强，与 N 无关；N 增加,过渡带宽减小,肩峰值不变。因主瓣附近

(2-2)

其中x=N ω/2,所以N 的改变不能改变主瓣与旁瓣的比例关系，只能改变W R （ω）的绝

对值大小和起伏的密度，当N 增加时，幅值变大，频率轴变密，而最大肩峰永远为8.95%，这种现象称为吉布斯（Gibbs ）效应。

肩峰值的大小决定了滤波器通带内的平稳程度和阻带内的衰减，所以对滤波器的性能有很大的影响。改变窗函数的形状，可改善滤波器的特性，窗函数有许多种，但要满足以下两点要求:窗谱主瓣宽度要窄，以获得较陡的过渡带；相对于主瓣幅度，旁瓣要尽可能小，使能量尽量集中在主瓣中，这样就可以减小肩峰和余振，以提高阻带衰减和通带平稳性。但实际上对同样长度的窗这两点不能兼得，一般总是通过增加主瓣宽度来换取对旁瓣的抑制。

2.3 布莱克曼窗

布莱克曼窗的时域形式可表示为：

R N n N n n )]1

4cos(08.0)12(cos 5.042.0[)(w -+--=ππN (n) (2-3) 它的频域特性为：

W 0.42W )(=ωR 0.25[W )(+ωR W N +--)12(πωR ]1

2(-+N πω 0.04[W +R )14(--N πωW +R )]1

4(-+N πω (2-4) 其中)(ωR W 为矩形窗函数的幅度频率特性。

x x N N N N N W R sin 2/)2/sin()2/sin()2/sin()(=≈=ωωωωω

增加一个二次谐波余弦分量，可进一步降低旁瓣，但主瓣宽度进一步增加，为N 12。加N 可减少过渡带。布莱克曼窗函数的最大旁瓣之比主瓣值低57db ，但是主瓣宽度是矩形窗函数的主瓣宽度的三倍。布莱克曼窗主瓣宽，旁瓣小，频率识别精度最低，但幅值识别精度最高。

3.1 设计流程图

本课程设计是对录制的语音信号进行加噪处理并分析加噪前后语音信号的时域图与频域图，再用布莱克曼窗设计一个FIR 滤波器，而滤波器的设计必须符合其相应的指标，否则将不能滤掉加入的噪声。最后将滤波前后的波形图进行比较看是否相同。下面是整个课程设计的流程图如图3.1所示：

图3.1语音信号的整个流程图

3.3 滤波器设计

本课程设计就是要设计一个滤波器虑掉加入的噪声，使其恢复原始的语音信号。而设计滤波器的方法有很多，例如：窗函数法、频率采样法、脉冲响应不变法和双线性变换法。而本课程设计采用的是窗函数法设计FIR滤波器。而FIR滤波器的设计也有很多方法。在Matlab中，可以利用矩形窗、三角窗、汉宁窗、汉明窗、布莱克曼窗、凯塞窗等设计FIR 滤波器。而本次采用的是布莱克曼窗来设计滤波器。

3.4运行效果

3.5 结果分析

要确定本课程设计是否成功就得看原始信号的频域图和时域图与经过滤波器后的语音信号的频域图和时域图是否一样，若一样则表示该设计是成功的，否则是不成功的。

在第一个图中：第一幅图和第二幅图是原始语音信号的时域图和频域图,第三幅图和第四幅图是加入噪声。从图中可以看出，第一图和第三图相比因为加入噪声的缘故所以第三图y轴的幅度要比第一图要大，但其形状还是基本没有改变。而第二图与第四图相比多了一个尖锐脉冲。说明原始语音信号加入噪声是成功的。

在滤波器频率特性的图中可以看到：第一个图是以db为单位的幅频特性，第二图是幅频特性，第三个图是滤波器的相频特性，最后一个图是滤波器的脉冲响应。从图中可以清楚的了解滤波器的幅频和相频特性。

在滤波前后信号比较的图中我们可以得到：原始的语音信号与滤波后的信号的图基本一样，只是滤波后的图在原始信号的基础上有所延迟。所以用布莱克曼窗设计的滤波器是符合要求的，也就是说该课程设计是成功的。

再次，在利用自编函数计算理想带阻滤波器的脉冲响应，如果在MATLAB软件中的Work 下没有定义，那么不能调用自编的函数，否则将会报错。

最后，在MATLAB软件下编程时最好新建一个File文档。因为在编程的过程过有可能

出现错误，如果建一个文档有助于程序出现错误时可以在文档中直接修改，这样可以省很多的时间，又这个课程设计的程序多而繁杂，一不小心就有可能写错，如果在工作环境下修改这样利于将所有的程序复制在课程设计中，而且还要对复制后的程序进行删除。

5 结束语

在这次设计中我学到了许多的东西。通过这次的设计，不仅加深了我对课本基础理论知识的理解，而且增强了我的实践能力，同时更加认识到理论知识和实践结合的重要性。首先，更加深入理解了滤波器设计的各个关键环节，包括在什么情况下使用哪种方法设计FIR滤波器最好以及在选择特定的窗函数进行滤波器的设计时我们应该怎样确定其性能指标；其次，更加深刻的认识了语音原始信号与加噪后语音信号的波形及频谱；再次，较大地提高了综合运用专业基础知识及软件设计能力，在一定程度上对自己的动手能力有很大的帮助。

虽然这次课程设计已经完成了，但是遇到的困难也是很多的。其中最主要的问题要属怎样设置滤波器的指标问题，如果指标的设置有问题那么后续的工作就不可能得到原始的语音信号。在设置过程中有很多次因为设置的参数不合适而导致设计的滤波器不能虑出单频噪声信号。所以在设计指标问题时一定要结合布莱克曼本身的特点还要考虑加入噪声的频率。其次就是一些函数的细节问题。虽然在这次课程设计中遇到很多的困难，但通过自己查找有关资料以及老师和同学的帮助下都一一解决了，而且在与同学交流的过程中使同学之间的感情更进一步。这次设计不仅让我学会如何独立完成一项工作，而且提高了独立解决问题的能力，为以后的课程设计打下良好的基础。

在此向帮助我的老师及热心同学表示忠心的感谢！希望今后还能参加更多的课程设计，以锻炼自己在各个方面的能力，尤其是综合运用专业基础知识和实践结合的能力。设计的过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使我学到了不少的东西，虽然有许多的辛酸，但是看到自己课程设计完成后心中的那份激动是无法用言语来形容的。

参考文献

[1]丁玉美,高西全，阔永红.数字信号处理.第一版.西安：西安电子科技出版社,2001年

[2]陈后金.数字信号处理.第三版.北京：高等教育业出版社，2004年

[3]程佩青.数字信号处理教程.第四版.北京：清华大学出版社，2002年

[4]刘敏，魏玲.Matlab通信仿真与应用.第二版. 北京：国防工业出版社，2001年

[5]张圣勤.MATLAB7.0实用教程.第三版.北京：机械工业出版社，2006

源程序；

%[x1,fs,bits]=wavread('D:\êy×?D?o?\2\?t?a°ê?á?-(????).wav');

[x1,fs,bits]=wavread('H:\ó?ò???2?\welcome.wav');

x1=x1+0.001*randn(size(x1));

sound(x1,fs,bits); % fs = 11025 bits = 8

figure(1);

plot(x1);%×??-ê?ó?ò?D?o?μ?ê±óòí?D?

title('?-ê?ó?ò?D?o?');

xlabel('ê±?? t');

ylabel('ò?á? n');

figure(2);

y1=fft(x1);%×?length(x1)μ?μ?FFT

y1=fftshift(y1); %??ò?￡?ê??μ?ê?DD??a0

derta_fs = fs/length(x1); %éè???μ?×μ?????￡?·?±??ê

plot([-fs/2:derta_fs: fs/2-derta_fs],abs(y1));%?-3??-ê?ó?ò?D?o?μ??μ?×í?

title('?-ê?ó?ò?D?o?μ??μ?×');

grid on;

%μíí¨??2¨￡o???1?μ?ê2000￡?×è′??￥??20dB￡?1y?é′??í0.1|D

fc1=2000;

N1=2*pi*0.9/(0.1*pi)

wc1=2*pi*fc1/fs;

if rem(N1,2)==0

N1=N1+1;

end

Window= boxcar (N1+1); %3¤?è?aN1μ???D?′°Window

b1=fir1(N1,wc1/pi,Window);

figure(3);

freqz(b1,1,512);

title('??D?′°FIR??2¨?÷μ??μ?ê?ìó|');

x1_low = filter(b1,1,x1);%??D?o???DDμíí¨??2¨

figure(4);

plot(x1_low);

title('D?o??-1y??D?′°FIR??2¨?÷(ê±óò)');

figure(5);

plot([-fs/2:derta_fs:fs/2-derta_fs],abs(fftshift(fft(x1_low))));

title('D?o??-1y??D?′°FIR??2¨?÷￡¨?μóò￡?');

sound(x1_low,fs,bits);

%μíí¨??2¨￡o???1?μ?ê2000￡?×è′??￥??20dB￡?1y?é′??í0.1|Dfc1=2000;

N1=2*pi*0.9/(0.1*pi)

wc1=2*pi*fc1/fs;

if rem(N1,2)==0

N1=N1+1;

end

Window=blackman(N1+1);%3¤?è?aN1μ?2?à-???ü′°Window

b1=fir1(N1,wc1/pi,Window);

figure(6);

freqz(b1,1,512);

title('2?à-???ü′°FIR??2¨?÷μ??μ?ê?ìó|');

x1_low = filter(b1,1,x1);%??D?o???DDμíí¨??2¨

figure(7);

plot(x1_low);

title('D?o??-1y2?à-???ü′°FIR??2¨?÷(ê±óò)');

figure(8);

plot([-fs/2:derta_fs:fs/2-derta_fs],abs(fftshift(fft(x1_low))));

title('D?o??-1y2?à-???ü′°FIR??2¨?÷￡¨?μóò￡?');

sound(x1_low,fs,bits);

数字信号处理课程设计报告

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： (2) 1、抽样定理 (2) 2、MATLAB简介 (2) 3、语音信号 (3) 4、Stem函数绘图 (3) 三、设计内容： (4) 1、已知g1(t)=cos(6πt),g2(t)=cos(14πt),g3(t)=cos(26πt),以抽样频率 fsam=10Hz对上述三个信号进行抽样。在同一张图上画出g1(t)，g2(t)，g3(t)及其抽样点,对所得结果进行讨论。 (4) 2、选取三段不同的语音信号，并选取适合的同一抽样频率对其进 行抽样，画出抽样前后的图形，并进行比较，播放抽样前后的语音。 (6) 3、选取合适的点数，对抽样后的三段语音信号分别做DFT，画图 并比较。 (10) 四、总结 (12) 五、参考文献 (13)

dsp课程设计实验报告

DSP 课程设计实验 一、语音信号的频谱分析： 要求首先画出语音信号的时域波形，然后对语音信号进行频谱分析。在MATLAB 中，可以利用函数fft 对信号进行快速傅立叶变换，得到信号的频谱特性，从而加深对频谱特性的理解。 其程序为： >> [y,fs,bits]=wavread('I:\',[1024 5120]); >> sound(y,fs,bits); >> Y=fft(y,4096); >> subplot(221);plot(y);title('原始信号波形'); | >> subplot(212);plot(abs(Y));title('原始信号频谱'); 程序运行结果为： 二、设计数字滤波器和画出频率响应： 根据语音信号的特点给出有关滤波器的性能指标： 低通滤波器性能指标，p f =1000Hz ，c f =1200Hz ，s A =100dB ，p A =1dB ； 高通滤波器性能指标，c f =4800Hz ，p f =5000Hz ，s A =100dB ，p A =1dB ； 带通滤波器性能指标，1p f =1200Hz ，2p f =3000Hz ，1c f =1000Hz ，2c f =3200Hz ，s A =100dB ， p A =1dB ；

】 要求学生首先用窗函数法设计上面要求的三种滤波器，在MATLAB中，可以利用函数firl 设计FIR滤波器；然后再用双线性变换法设计上面要求的三种滤波器，在MATLAB中，可以利用函数butte、cheby1和ellip设计IIR滤波器；最后，利用MATLAB中的函数freqz画出各种滤波器的频率响应，这里以低通滤波器为例来说明设计过程。 低通： 用窗函数法设计的低通滤波器的程序如下： >> fp=1000;fc=1200;As=100;Ap=1;fs=22050; >> wc=2*fc/fs;wp=2*fp/fs; >> N=ceil(/*(wc-wp)/2))+1; >> beta=*; >> Win=Kaiser(N+1,beta); 、 >>b=firl(N,wc,Win); >>freqz(b,1,512,fs); 程序运行结果： 这里选用凯泽窗设计，滤波器的幅度和相位响应满足设计指标，但滤波器长度（N=708）太长，实现起来很困难，主要原因是滤波器指标太苛刻，因此，一般不用窗函数法设计这种类型的滤波器。 用双线性变换法设计的低通滤波器的程序如下： >> fp=1000;fc=1200;As=100;Ap=1;fs=22050; >> wc=2*fc/fs;wp=2*fp/fs; 》 >> [n,wn]=ellipord(wp,wc,Ap,As); >> [b,a]=ellip(n,Ap,As,wn); >> freqz(b,a,512,fs); ^

数字信号处理课设+语音信号的数字滤波

语音信号的数字滤波 ——利用双线性变换法实现IIR数字滤波器的设计一．课程设计的目的 通过对常用数字滤波器的设计和实现，掌握数字信号处理的工作原理及设计方法；熟悉用双线性变换法设计 IIR 数字滤波器的原理与方法，掌握利用数字滤波器对信号进行滤波的方法，掌握数字滤波器的计算机仿真方法，并能够对设计结果加以分析。 二．设计方案论证 1.IIR数字滤波器设计方法 IIR数字滤波器是一种离散时间系统，其系统函数为 假设M≤N，当M＞N时,系统函数可以看作一个IIR的子系统和一个(M-N)的FIR子系统的级联。IIR数字滤波器的设计实际上是求解滤波器的系数和，它 是数学上的一种逼近问题，即在规定意义上（通常采用最小均方误差准则）去逼近系统的特性。如果在S平面上去逼近，就得到模拟滤波器；如果在z平面上去逼近，就得到数字滤波器。 2.用双线性变换法设计IIR数字滤波器 脉冲响应不变法的主要缺点是产生频率响应的混叠失真。这是因为从S平面到Ｚ平面是多值的映射关系所造成的。为了克服这一缺点，可以采用非线性频率压缩方法，将整个频率轴上的频率范围压缩到-π/T～π/T之间，再用z=e sT转换 平面的-π/T～π到Z平面上。也就是说，第一步先将整个S平面压缩映射到S 1 /T一条横带里；第二步再通过标准变换关系z=e s1T将此横带变换到整个Z平面上去。这样就使S平面与Z平面建立了一一对应的单值关系，消除了多值变换性，也就消除了频谱混叠现象，映射关系如图1所示。 图1双线性变换的映射关系 为了将S平面的整个虚轴jΩ压缩到S1平面jΩ1轴上的-π/T到π/T段上，可以通过以下的正切变换实现

dsp课程设计实验报告总结

DSP课程设计总结（2013-2014学年第2学期） 题目： 专业班级：电子1103 学生姓名：万蒙 学号：11052304 指导教师： 设计成绩： 2014 年6 月

目录 一设计目的----------------------------------------------------------------------3 二系统分析----------------------------------------------------------------------3 三硬件设计 3.1 硬件总体结构-----------------------------------------------------------3 3.2 DSP模块设计-----------------------------------------------------------4 3.3 电源模块设计----------------------------------------------------------4 3.4 时钟模块设计----------------------------------------------------------5 3.5 存储器模块设计--------------------------------------------------------6 3.6 复位模块设计----------------------------------------------------------6 3.7 JTAG模块设计--------------------------------------------------------7 四软件设计 4.1 软件总体流程-----------------------------------------------------7 4.2 核心模块及实现代码---------------------------------------8 五课程设计总结-----------------------------------------------------14

数字信号处理课设共18页文档

数字信号处理课程设计 姓名：刘倩 学号：201014407 专业：信息与计算科学 实验一：常见离散信号产生和实现 一、实验目的： 1、加深对常用离散信号的理解； 2、掌握matlab 中一些基本函数的建立方法。 二、实验原理： 1.单位抽样序列 在MATLAB 中可以利用zeros()函数实现。 如果)(n δ在时间轴上延迟了k 个单位，得到)(k n -δ即： 2．单位阶越序列 在MATLAB 中可以利用ones()函数实现。 3．正弦序列 在MATLAB 中 4．复指数序列 在MATLAB 中 5．指数序列 在MATLAB 中

实验内容：由周期为10的正弦函数生成周期为20的余弦函数。 实验代码： n=0:30; y=sin(0.2*pi*n+pi/2); y1=sin(0.1*pi*n+pi/2); subplot(121) stem(n,y); xlabel ('时间序列n');ylabel('振幅');title('正弦函数序列y=sin(0.2*pi*n+pi/2)'); subplot(122) stem(n,y1); xlabel ('时间序列n');ylabel('振幅'); title('正弦函数序列y=sin(0.2*pi*n+pi/2)'); 实验结果： 实验二：离散系统的时域分析 实验目的：加深对离散系统的差分方程、冲激响应和卷积分析方法的理解。实验原理：离散系统 其输入、输出关系可用以下差分方程描述： 输入信号分解为冲激信号， 记系统单位冲激响应 则系统响应为如下的卷积计算式：

当N k d k ,...2,1,0==时，h[n]是有限长度的（n ：[0，M]），称系统为FIR 系统；反之，称系统为IIR 系统。 在MATLAB 中，可以用函数y=filter(p,d,x)实现差分方程的仿真，也可以用函数 y=conv(x,h)计算卷积，用y=impz(p,d,N)求系统的冲激响应。 实验内容：用MATLAB 计算全解 当n>=0时，求用系数差分方程y[n]+y[n-1]-6y[n-2]=x[n]描述的一个离散时间系统对阶跃输入x[n]=8μ[n]的全解。 实验代码： n=0:7; >> [y,sf]=filter(1,[1 1 -6],8*ones(1,8),[-7 6]); >> y1(n+1)=-1.8*(-3).^n+4.8*(2).^n-2; >> subplot(121) >> stem(n,y); >> title('由fliter 函数计算结果'); >> subplot(122) >> stem(n,y1); >> title('准确结果'); 实验结果： 结果分析：有图可得由fliter 函数得出的结果与计算出的准确结果完全一致。 实验三FFT 算法的应用

DSP实验报告

电气信息工程学院 D S P技术与综合训练 实验报告 班级 08通信1W 姓名丁安华 学号 08313115 指导老师倪福银刘舒淇 2011年09 月

目录 实验一 LED演示 1.1.实验目的 -------------------------------------------------P2 1. 2.实验设备-------------------------------------------------P2 1. 3.实验原理-------------------------------------------------P2 1. 4.实验程序设计流程------------------------------------------P3 1. 5.实验程序编写----------------------------------------------P4 1. 6.实验步骤-------------------------------------------------P7 1. 7.实验结果与分析--------------------------------------------P7实验二键盘输入 2.1.实验目的 -------------------------------------------------P8 2.2.实验设备-------------------------------------------------P8 2. 3.实验原理-------------------------------------------------P8 2. 4.实验程序设计流程------------------------------------------P9 2. 5.实验程序编写----------------------------------------------P10 2. 6.实验步骤-------------------------------------------------P14 2. 7.实验结果与分析--------------------------------------------P14实验三液晶显示器控制显示 3.1.实验目的 -------------------------------------------------P15 3.2.实验设备-------------------------------------------------P15 3.3.实验原理-------------------------------------------------P15 3. 4.实验程序设计流程------------------------------------------P17 3. 5.实验程序编写----------------------------------------------P18 3. 6.实验步骤-------------------------------------------------P22 3. 7.实验结果与分析--------------------------------------------P23实验四有限冲激响应滤波器（FIR）算法 4.1.实验目的 -------------------------------------------------P23 4.2.实验设备-------------------------------------------------P23 4.3.实验原理-------------------------------------------------P24 4.4.实验程序设计流程------------------------------------------P25 4. 5.实验程序编写----------------------------------------------P25 4. 6.实验步骤-------------------------------------------------P27 4. 7.实验结果与分析--------------------------------------------P28

数字信号处理课程规划报告

数字信号处理课程设计报告《应用Matlab对信号进行频谱分析及滤波》 专业： 班级： 姓名： 指导老师： 二0 0五年一月一日

目录 设计过程步骤（） 2.1 语音信号的采集（） 2.2 语音信号的频谱分析（） 2.3 设计数字滤波器和画出其频谱响应（） 2.4 用滤波器对信号进行滤波（） 2.5滤波器分析后的语音信号的波形及频谱（） ●心得和经验（）

设计过程步骤 2.1 语音信号的采集 我们利用Windows下的录音机，录制了一段开枪发出的声音，时间在1 s内。接着在C盘保存为WAV格式，然后在Matlab软件平台下．利用函数wavread对语音信号进行采样，并记录下了采样频率和采样点数，在这里我们还通过函数sound引入听到采样后自己所录的一段声音。通过wavread函数和sound的使用，我们完成了本次课程设计的第一步。其程序如下： [x,fs,bite]=wavread('c:\alsndmgr.wav',[1000 20000]); sound(x,fs,bite); 2.2 语音信号的频谱分析 首先我们画出语音信号的时域波形；然后对语音信号进行频谱分析，在Matlab中，我们利用函数fft对信号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性性。到此，我们完成了课程实际的第二部。 其程序如下： n=1024; subplot(2,1,1); y=plot(x(50:n/4)); grid on ; title('时域信号') X=fft(x,256); subplot(2,1,2); plot(abs(fft(X))); grid on ; title('频域信号'); 运行程序得到的图形：

DSP实验报告

实验一 程序的控制与转移 一、实验目的 1、掌握条件算符的使用。 2、掌握循环操作指令（BNAZ ）和比较操作指令（CMPR ） 二、实验设备 计算机、ZY13DSP12BD 实验箱、5402EVM 板。 三、实验原理 程序控制指令主要包括分支转移、子程序调用、子程序返回、条件操作及循环操作等。通过传送控制到程序存储器的其他位置，转移会中断连续的指令流。转移会影响在PC 中产生和保护的程序地址。其中转移可以分为两种形式的，一种是有条件的，另一种是无条件的。 四、实验内容 编写程序，实现计算y= ∑=5 1 i i x 的值。 五、实验步骤 1、用仿真机将计算机与ZY13DSP12BD 实验箱连接好，并依次打开实验箱电源、仿真机电源，然后运行CCS 软件。 2、新建一个项目：点击Project －New ，将项目命名为example2，并将项目保存在自己定义的文件夹下。 3、新建一个源文件example2.asm 。将该文件添加到工程example2.pjt 中。 4、在工程管理器中双击example2.asm ，编写源程序： .tiltle ”example2.asm ” .mmregs STACK .usect ”STACK ”,10H ;堆栈的设置 .bss x,5 ;为变量分配6个字的存储空间 .bss y,1 .def start .data table: .word 10,20,3,4,5 ;x1,x2,x3,x4,x5 .text Start: STM #0,SWWWSR ;插入0个等待状态 STM #STACK+10H,sp ;设置堆栈指针 STM #x,AR1 ;AR1指向x RPT #4 ;下一条被重复执行5遍 MVPD table,*AR1+ ;把程序存储器中的数据传送到数据存储器 LD #0,A ;A 清零 CALL SUM ;调用求和函数 end: B end SUM: STM #x,AR3 ;AR3指向x STM #4,AR2 ;AR2=4 loop: ADD *AR3+,A ;*AR3+A-->A,然后AR3+ BANZ loop,*AR2- ;如果AR2的值不为0,则跳到loop 处;否则执行下一条指令 STL A,*(y) ;把A 的低16位赋给变量y

数字信号处理课程设计

数字信号处理 课 程 设 计 院系：电子信息与电气工程学院 专业：电子信息工程专业 班级：电信班 姓名： 学号： 组员：

摘要 滤波器设计在数字信号处理中占有极其重要的地位，FIR数字滤波器和IIR 滤波器是滤波器设计的重要组成部分。利用MATLAB信号处理工具箱可以快速有效地设计各种数字滤波器。课题基于MATLAB有噪音语音信号处理的设计与实现，综合运用数字信号处理的理论知识对加噪声语音信号进行时域、频域分析和滤波。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。在设计实现的过程中，使用窗函数法来设计FIR数字滤波器，用巴特沃斯、切比雪夫和双线性变法设计IIR数字滤波器，并利用MATLAB 作为辅助工具完成设计中的计算与图形的绘制。通过对对所设计滤波器的仿真和频率特性分析，可知利用MATLAB信号处理工具箱可以有效快捷地设计FIR和IIR数字滤波器，过程简单方便，结果的各项性能指标均达到指定要求。 关键词数字滤波器 MATLAB 窗函数法巴特沃斯

目录 摘要 (1) 1 引言 (1) 1.1课程设计目的 (1) 1.2 课程设计内容及要求 (1) 1.3课程设计设备及平台 (1) 1.3.1 数字滤波器的简介及发展 (1) 1.3.2 MATLAB软件简介 (2) 2 课程设计原理及流程 (4) 3.课程设计原理过程 (4) 3.1 语音信号的采集 (4) 3.2 语音信号的时频分析 (5) 3.3合成后语音加噪声处理 (7) 3.3.1 噪声信号的时频分析 (7) 3.3.2 混合信号的时频分析 (8) 3.4滤波器设计及消噪处理 (10) 3.4.1 设计IIR和FIR数字滤波器 (10) 3.4.2 合成后语音信号的消噪处理 (13) 3.4.3 比较滤波前后语音信号的波形及频谱 (13) 3.4.4回放语音信号 (15) 3.5结果分析 (15) 4 结束语 (15) 5 参考文献 (16)

DSP技术与课程设计实验报告二(精)

东南大学自动化学院 实验报告 课程名称： D SP 原理及C 程序开发 第二次实验 实验名称：基于DSP 系统的实验——指示灯、拨码开关和定时器院（系）：自动化专业：自动化 姓名：学号： 实验室：实验组别： 同组人员：实验时间：2012 年 4 月 18日 评定成绩：审阅教师： 第一部分实验：基于DSP 系统的实验——指示灯和拨码开关 一．实验目的 1. 了解ICETEK –F28335-A 评估板在TMS320F28335DSP 外部扩展存储空间上的扩展。 2. 了解ICETEK –F28335-A 评估板上指示灯和拨码开关扩展原理。 3. 学习在C 语言中使用扩展的控制寄存器的方法。 二．实验设备 计算机，ICETEK –F28335-A 实验箱（或ICETEK 仿真器+ICETEK–F28335-A 评估板+相关连线及电源）。 三．实验原理

1．TMS320F28335DSP 的存储器扩展接口 存储器扩展接口是DSP 扩展片外资源的主要接口，它提供了一组控制信号和地址、数据线，可以扩展各类存储器和存储器、寄存器映射的外设。 -ICETEK –F28335-A 评估板在扩展接口上除了扩展了片外SRAM 外，还扩展了指示灯、DIP 开关和D/A 设备。具体扩展地址如下： 0x180004- 0x180005：D/A 转换控制寄存器 0x180001：板上DIP 开关控制寄存器 0x180000：板上指示灯控制寄存器 -与ICETEK –F28335-A 评估板连接的ICETEK-CTR 显示控制模块也使用扩展空间控制主要设备： 208000-208004h ：读-键盘扫描值，写-液晶控制寄存器 208002-208002h ：液晶辅助控制寄存器 208003-208004h ：液晶显示数据寄存器 2．指示灯与拨码开关扩展原理

dsp实验报告 哈工大实验三 液晶显示器控制显示实验

实验三液晶显示器控制显示实验 一. 实验目的 通过实验学习使用2407ADSP 的扩展I/O 端口控制外围设备的方法，了解液晶显示器的显示控制原理及编程方法。 二. 实验设备 计算机，ICETEK-LF2407-EDU 实验箱。 三.实验原理 ICETEK-LF2407-A 是一块以TMS320LF2407ADSP 为核心的DSP 扩展评估板，它通过扩展接口与实验箱的显示/控制模块连接，可以控制其各种外围设备。 液晶显示模块的访问、控制是由2407ADSP 对扩展I/O 接口的操作完成。 控制I/O 口的寻址：命令控制I/O 接口的地址为0x8001，数据控制I/O 接口的地址为0x8003 和0x8004，辅助控制I/O 接口的地址为0x8002。 显示控制方法： ◆液晶显示模块中有两片显示缓冲存储器，分别对应屏幕显示的象素，向其中写入数 值将改变显示，写入“1”则显示一点，写入“0”则不显示。其地址与象素的对应 方式如下： ◆发送控制命令：向液晶显示模块发送控制命令的方法是通过向命令控制I/O 接口 写入命令控制字，然后再向辅助控制接口写入0。下面给出的是基本命令字、解释 和 C 语言控制语句举例。 ?显示开关：0x3f 打开显示；0x3e 关闭显示； ?设置显示起始行：0x0c0+起始行取值，其中起始行取值为0 至63； ?设置操作页：0x0b8+页号，其中页号取值为0-7； ?设置操作列：0x40+列号，其中列号为取值为0-63； ◆写显示数据：在使用命令控制字选择操作位置(页数、列数)之后，可以将待显示的 数据写入液晶显示模块的缓存。将数据发送到相应数据控制I/O 接口即可。

数字信号处理课程设计 1

（一）用窗函数法设计FIR数字滤波器 一、设计题目用窗函数法设计FIR数字低通滤波器 二、设计目的 1. 熟悉设计线性相位数字滤波器的一般步骤。 2. 掌握用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理和方法。 3. 熟悉各种窗函数的作用以及各种窗函数对滤波特性的影响。 4. 学会根据指标要求选取合适的窗函数。 三、设计原理 窗函数法又称为傅里叶级数法，FIR数字滤波器的设计问题就是要所设计的FIR数字滤波器的响应H(ejw)去逼近所要求的理想滤波器的响应Hd(ejw)。从单位取样响应序列来看，就是使所设计的滤波器的h(n)逼近理想单位取样响应序列hd(n)。而且Hd(ejw)=逐段恒定的，且在频带边界处有不连续点，因此序列hd(n)是无限长的，通过直接截取无限长序列以得到有限长序列的办法，可以形象的比喻为h(n)通过一个窗口所看到的一段hd(n)。因此，h(n)也可以表达为hd(n)和一个窗函数w(n)的乘积，h(n)=w(n)hd(n)。这里的窗函数就是矩形序列RN(n)。 四、实现方法 用MATLAB编程实现给定指标要求的滤波器设计 五、设计内容及要求 1、各窗函数图（假设N=67;） N=67;

n=0:N-1; wn1=ones(1,N); stem(n, wn1);矩形窗 figure; wn2=hamming(N); stem(n, wn2);海明窗 figure; wn3=BARTLETT(N); stem(n, wn3);巴特列特 figure; wn4= Hanning(N); stem(n, wn4);汉宁窗 将窗函数分别画出来 2、计算理想低通滤波器单位冲激响应的源程序function[hd]=ideal(wc,N) q=(N-1)/2; n=0:N-1; m=n-q+eps; hd=sin(wc*m)./(pi*m); 3、计算频率响应的源程序 function[H]=fr(b,a,w); m=0:length(b)-1; l=0:length(a)-1; num=b*exp(-j*m'*w); den=a*exp(-j*l'*w); H=num./den;

DSP实验报告

学校代码学号分类号密级 DSP实验报告 院系名称 专业名称 年级 学生姓名 指导老师 年月日

实验一数据存储实验 一、实验目的 1. 掌握 TMS320C54X 程序空间的分配； 2. 掌握 TMS320C54X 数据空间的分配； 3. 能够熟练运用TMS320C54X 数据空间的指令。 二、实验设备 计算机，CCS 3.1版软件，DSP仿真器，E300实验箱，DSP-54XP CPU板。 三、实验系统相关资源介绍 1. 本实验指导书是以TMS320VC5416为例，介绍其相关的内部和外部存储器资源。对于其他类型的CPU请参考查阅相关的数据手册。） 下面给出TMS320VC5416的存储器分配表： 对于数据存储空间而言，映射表相对固定。值得注意的是内部寄存器都映射到数据存储器空间内。因此在编程时这些特定的空间不能作其他用途。 对于程序空间而言，其映射表和CPU 的工作模式有关。当MP/MC 引脚为高电平时，CPU 工作在微处理器模式；当MP/MC引脚为低电平时，CPU工作在微计算机模式。具体的MP和MC模式下的程序和数据映射关系如上图所示。 2. 样例程序实验操作简单说明： 本实验程序将对0x1000 开始的8 个地址空间，填写入0xAAAA 的数据，然后读出，并存储到以0x1008开始的8个地址空间，在CCS中可以观察DATA存储器空间地址0x1000～0x100F 值的变化。 四、实验步骤与内容 1. 在进行 DSP实验之前，需先连接好仿真器、实验箱及计算机，连接方法如下所示： 2. E300 底板的开关SW4 的第1位置ON，其余位置OFF，SW5全部置ON，其余开关不做设置要求。 3. 上电复位 在硬件安装完成后，确认安装正确、各实验部件及电源连接无误后，启动计算机，接通仿真器电源，此时，仿真器上的“红色指示灯”应点亮，否则DSP开发系统与计算机连接存

数字信号处理课程设计(对音乐信号的各种处理)

实验1 1、音乐信号的音谱和频谱观察 ○1使用wavread语句读取音乐信号，获取抽样率； ○2输出音乐信号的波形和频谱，观察现象； ○3使用sound语句播放音乐信号，注意不同抽样率下的音调变化，解释现象。 clear all;close all;clc [a,fs,bit]=wavread('c:\MATLAB6p5\work\陪你一起看草原.wav'); size(a); y1=a(:,1); a1=y1(10000:60000) figure; subplot(2,1,1),plot(a); subplot(2,1,2),plot(a1); x1=resample(a1,2,1); %y=resample(x,p,q)返回量的长度是向量x的p/q倍sound(x1,fs); %sound(a,fs); N1=length(a1); F1=fft(a1,N1); w=2/N1*[0:N1-1]; %频谱图横坐标设置 figure; plot(w,abs(F1)); N2=length(a1); t=0:1/N2:1/N2*(N2-1); title('傅利叶变换'); %傅利叶变换; figure; plot(a1); title('时域波形'); %时域波形;

1，以二倍的抽样率听声音信号时，音乐播放的特别快，像被压缩了，播放的时间比原信号短。 2，以二分之一的抽样率听声音信号时，音乐播放的特别慢，像被拉长了，播放的时间比原信号长。 3，原信号频谱截止频率为0.5*pi 实验2 2、音乐信号的抽取（减抽样） ○1观察音乐信号频率上限，选择适当的抽取间隔对信号进行减抽样（给出两种抽取间隔， 代表混叠和非混叠）； ○2输出减抽样音乐信号的波形和频谱，观察现象，给出理论解释； ○3播放减抽样音乐信号，注意抽样率的改变，比较不同抽取间隔下的声音，解释现象。 clear all;close all;clc [a,fs,bit]=wavread('c:\MATLAB6p5\work\陪你一起看草原.wav'); size(a); y1=a(:,1); a1=y1(10000:60000)

数字信号处理课程设计

课程设计 课程设计名称：数字信号处理课程设计 专业班级：电信1203 学生姓名：刘海峰 学号： 201216020307 指导教师：乔丽红 课程设计时间：2015/07/01-2015/07/06 电子信息工程专业课程设计任务书

说明：本表由指导教师填写，由教研室主任审核后下达给选题学生，装订在设计（论文）首页

一. 技术要求 ?双线性变换法设计切比雪夫II型数字IIR低通滤波器， ?要求通带边界频率为400Hz， ?阻带边界频率分别为500Hz， ?通带最大衰减1dB， ?阻带最小衰减40dB， ?抽样频率为2000Hz， 二. 设计原理 IIR滤波器的设计包括三个步骤：①给出所需要的滤波器的技术指标； ②设计一个H(z)使其逼近所需要的技术指标：③实现所设计的H(z)，IIR数字滤波器设计的最通用的方法是借助于模拟滤波器的设计方法。所以IIR数字低通滤波器的设计步骤是：①按一定规则将给出的数字滤波器的技术指标转换为模拟低通滤波器的技术指标；②根据转换后的技术指标设计模拟低通滤波器G(s)：③再按一定规则将G(s)转换成H(z)。 在此过程中，我们用到了很多MATLAB中的函数，如设计切比雪夫低通滤波器的函数afd_chebl、由直接型转换为级联型的函数dir2cas、双线性变换的函数bilinear等。其中afd _chebl用于实现用模拟指标设计一个低通模拟滤波器，bilinear用于利用双线性变换法将模拟低通滤波器转换为数字低通滤波器。

三.程序流程图

四：源代码（完美版） %归一化低通滤波器技术指标 clc; clear all; Ap=1; %最大通带衰减 As=40; %最小阻带衰减 W=2000; %抽样周期 Wp=400; %通带边界频率 Ws=500; %阻带边界频率 wp=2*pi*Wp/W; %归一化通带边界频率 ws=2*pi*Ws/W; %归一化阻带边界频率 Wp1=tan(wp/2); %模拟低通滤波器通带边界频率 Ws1=tan(ws/2); %模拟低通滤波器阻带边界频率 %归一化切比雪夫II型低通模拟滤波器 [N,Wn]=cheb2ord(Wp1,Ws1,Ap,As,'s'); %确定滤波器阶数和频率尺度缩放因子 [BT,AT]=cheby2(N,As,Wn,'s');%传输函数的系数 [Z,P,K]=cheb2ap(N,As);%最小阻带衰减为As（DB）的N阶归一化模拟切比雪夫2型低通滤波器的零点、极点和增益因子 [H,W]=zp2tf(Z,P,K);%传输函数有理化形式 figure;

数字信号处理课程设计指导书(2012)

数字信号处理课程设计 指导书 Mr yang 兴化大学电子信息工程系 2010.10

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。数字频谱分析可以应用在很广阔领域，频谱分析方法是基于以下的观测：如果连续时间信号)(t g a 是频带有限的，那么对其离散时间等效信号)(n g 的DFT 进行谱分析。然而，在大多数情况下，)(t g a 是在 ∞<<∞-t 范围内定义的，因此)(n g 也就定义在∞<<∞-n 的无线范围内，要估计一个 无限长信号的频谱是不可能的。实用的方法是：先让模拟连续信号)(t g a 通过一个抗混叠的模拟滤波器，然后把它采样成一个离散序列)(n g 。假定反混叠滤波器的设计是正确的，则混叠效应可以忽略，又假设A/D 变换器的字长足够长，则A/D 变换中的量化噪声也可忽略。 假定表征正余弦信号的基本参数，如振幅、频率和相位不随时间改变，则此信号的傅立叶变换)(ωj e G 可以用计算它的DTFT 得到 ∑∞ -∞ =-= n n j j e n g e G ωω )()( （1.1） 实际上无限长序列)(n g 首先乘以一个长度为M 的窗函数)(n w ，使它变成一个长为M 的有限长序列，)()()(1n w n g n g =，对)(1n g 求出的DTFT )(1ω j e G 应该可以作为原连续 模拟信号)(t g a 的频谱估计，然后求出)(1ω j e G 在πω20≤≤区间等分为N 点的离散傅立 叶变换DFT 。为保证足够的分辨率，DFT 的长度N 选的比窗长度M 大，其方法是在截断了的序列后面补上N －M 个零。计算采用FFT 算法。 二、MATLAB 函数介绍 1. 输入函数input( ) 格式：R=input(string) 功能：在屏幕上显示input 括号后的?string ?内容，提示用户从键盘输入某值，并将输入的值赋给R 。 例如，在命令窗口输入R=input(…How many apples ?) 会显示How many apples 从键盘输入 3

DSP课程设计报告

数据采集处理和控制系统设计 一课程设计要求 1.基本DSP硬件系统设计要求 ①基本DSP硬件系统以TMS320C54x系列为核心处理器，包括最小系统、存储器扩展、显示器、键盘、AD、DA等电路模块； ②硬件设计画出主要芯片及电路模块之间的连接即可，重点考查电路模块方案设计与系统地址分配； ③设计方案以电路示意图为主，辅以必要的文字说明。 2.基本软件设计要求 ①看懂所给例程，画出例程输出波形示意图； ②修改例程程序，使之输出其它波形，如方波、三角波、锯齿波等均可； ③设计方案以程序实现为主，辅以必要的文字说明。 3.课程设计报告要求 ①硬件系统设计：设计思路、设计系统功能、主要芯片选型及使用方法、设计方案说明、电路示意图 ②软件系统设计：示例程序功能解读及输出波形示意图、设计软件功能、设计思路、实现源码（带程序注释） ③报告总结 二系统分析 利用实验箱的模拟信号产生单元产生不同频率的信号，或者产生两个频率的信号的叠加。在DSP 中采集信号，并且对信号进行频谱分析，滤波等。通过键盘或者串口命令选择算法的功能，将计算的信号频率或者滤波后信号的频率在LCD 上显示。主要功能如下： (1)对外部输入的模拟信号采集到DSP 内存，会用CCS 软件显示采集的数据波形。 (2)对采集的数据进行如下算法分析： ①频谱分析：使用fft 算法计算信号的频率。 ②对信号进行IIR 滤波或FIR 滤波，并且计算滤波前后信号的频率。 ③外部键盘或者从计算机来的串口命令选择算法功能，并且将结果在 LCD 上显示。 绘制出DSP系统的功能框图、使用AD（Altium Designer）绘制出系统的原理图和PCB 版图。 在 DSP 中采集信号，用CCS 软件显示采集的数据波形，以及对采集的数据进行算法分析。 三硬件设计 3.1 硬件总体结构

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

DSP实验报告

DSP实验报告 电子111班 刘卓 112099 同组人：张顺 112108

指令实验 一、实验目的 1、了解DSP的结构及引脚功能； 2、掌握DSP的基本指令。 二、实验要求 了解怎样对DSP进行简单的编程操作、运算控制等基本汇编语言及算术语言、实验测试及除错验证。 三、实验步骤 见教材342页。 四、实验结果 1、直观结果 .title "ex1" .mmregs .def _c_int00 DAT0 .SET 60H DAT1 .SET 61H DAT2 .SET 62H DAT3 .SET 63H .text ADD3 .MACRO P1,P2,P3,ADDRP LD P1,A ADD P2,A ADD P3,A STL A,ADDRP .ENDM _c_int00:B start start: LD #004h,DP ;DP=0004,ST0=1804 STM #1000h,SP ;SP=1000 SSBX INTM ;INTM=1 bk0: ST #0012h,DAT0 ;D(0x0260)=0x0012 LD #0023h,A ;A=0000000023 ADD DAT0,A ;A=0000000035,ST0=1004,C=0 NOP NOP bk1: ST #0054h,DAT0 ;D(0x0260)= 0x0054 LD #0002h,A ;A=0000000002 SUB DAT0,A ;A=FFFFFFFFAE NOP NOP bk2: ST #0345h,DAT0 ;D(0x0260)=0x0345 STM #0002h,T ;T=0002

数字信号处理课程设计.

河北科技大学 课程设计报告 学生姓名：张燚学号：090701232 专业班级：电子信息工程092班 课程名称：数字信号处理及应用 学年学期：2 0 1 1—2 0 1 2学年第一学期指导教师：王晓君 2 0 11年12月

课程设计成绩评定表

目录 一、设计题目 (4) 二、设计目的 (4) 1、DFT在信号频谱中的应用设计目的： (4) 2、双音多频拨号音频解码系统设计目的 (4) 三、设计原理 (4) 1、DFT在信号频谱中的应用设计原理 (4) 2、双音多频拨号音编解码系统设计原理 (4) 四、实现方法 (5) 1. DFT在信号频谱中的应用 (5) 2. 双音多频拨号音频解码系统 (5) 五、设计内容及要求 (6) 1、DFT在信号频谱分析中的应用 (6) 2、双音多频拨号音编解码系统 (8) 六、设计结果及改进建议 (21) 1. DFT在信号频谱分析中的应用 (21) 2. 双音多频拨号音编解码系统 (24) 七、回答思考题 (24) 1. DFT在信号频谱分析中的作用 (24) 2. 双音多频拨号音编解码系统 (25) 八、设计体会 (25) 九、参考文献 (26)

一、设计题目 我共选择了两个题目：DFT在信号频谱中的应用和双音多频拨号音频解码系统。 二、设计目的 1、DFT在信号频谱中的应用设计目的： 1.1熟悉DFT的性质。 1.2加深理解信号频谱的概念及性质。 2、双音多频拨号音频解码系统设计目的 本设计是一个综合设计，目的在于了解IIR系统、谱分析方法以及滤波器的设计和具体应用。 三、设计原理 1、DFT在信号频谱中的应用设计原理 1.1学习用DFT和补零DFT的方法来计算信号的频谱。 1.2用MATLAB语言编程来实现，在做课程设计前，必须充分预习课本 DTFT、DFT及补零DFT的有关概念，熟悉MATLAB语言，独立编写 程序。 2、双音多频拨号音编解码系统设计原理 一个双音多频电话机（DTMF, dual-tone multi-frequency touch-tone phone）可以对12个按键编码，每个码都是两个单频正弦之和。这两个单频正弦信号分别来自两个频率组，即列频率组（或称低频率群）与行频率组（或称高频率群），