【正文】 ? ? 1, 00, 0nun n??? ? ?? （ 22） 與連續(xù)階躍信 號(hào)不同，在 n =0 時(shí)，單位階躍序列是有定義的。 在離散時(shí)間系統(tǒng)中，信號(hào)是用離散時(shí)間的數(shù)字序列表示的。根據(jù)這些圖形對(duì)象，可以設(shè)計(jì)出界面友好、操作方便的圖形用戶(hù)界面 [9]。 MATALB 可 以 創(chuàng) 建 圖 形用 戶(hù) 界 面 GUI ( GraphicalUser Interface) ,它是用戶(hù)和計(jì)算機(jī)之間交流的工具。 關(guān)鍵詞 數(shù)字信號(hào)處理； GUI；教學(xué)實(shí)驗(yàn)；離散傅里葉 變換；數(shù)字濾波器 2 目 錄 摘要 ................................................................................................................................................. 1 第 1 章 ........................................................................................................................................... 3 設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求 ............................................................................................................ 3 MATLAB GUI 的簡(jiǎn)介 與特點(diǎn) .............................................................................................. 4 第 2 章 基本理論 ........................................................................................................................... 4 離散時(shí)間信號(hào)和離散時(shí)間系統(tǒng) ................................................................................ 4 離散傅里葉變換及其快速算法 ................................................................................ 5 數(shù)字濾波器的原理和設(shè)計(jì) ........................................................................................ 6 雙音多頻信號(hào)檢測(cè)和語(yǔ)音濾波 ................................................................................ 7 第 3 章 系統(tǒng) GUI 界面設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .............................................................................................. 8 概述 ................................................................................................................................... 8 創(chuàng)建 GUI.................................................................................................................. 8 寫(xiě)回調(diào)函數(shù) CallBack .......................................................................................... 10 句柄圖形之間 的層次關(guān)系 ....................................................................................11 獲取與設(shè)置對(duì)象屬性 ............................................................................................11 用戶(hù)登錄界面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ..........................................................................................11 離散時(shí)間信號(hào)與離散時(shí)間系統(tǒng)的 GUI 界 面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ........................................ 13 離散時(shí)間信號(hào)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ............................................................................... 14 線(xiàn)性卷積的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ....................................................................................... 16 離散時(shí)間系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ............................................................................... 17 離散時(shí)間信號(hào)傅里葉變換及系統(tǒng)頻率響應(yīng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ............................... 19 信號(hào)取樣的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ....................................................................................... 21 Z 的正反變換及系統(tǒng)函數(shù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ........................................................... 23 離散傅里葉變換及其快速算法的 GUI 界面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ........................................ 24 離散傅里葉級(jí)數(shù) (DFS)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ................................................................. 24 離散傅里葉變換 (DFT)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ................................................................ 26 循環(huán)卷積的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ....................................................................................... 28 快速傅里葉變換（ FFT） ..................................................................................... 30 信號(hào)譜分析的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ................................................................................... 31 數(shù)字濾波器的 GUI 界面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ........................................................................ 32 巴特沃斯低通濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ................................................................... 33 切比雪夫 I 型低通濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ........................................................... 34 窗函數(shù)法設(shè)計(jì) FIR 低通濾波器的設(shè)計(jì)與分析 .................................................. 35 頻率取樣法設(shè)計(jì) FIR 低通濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .............................................. 40 雙音多頻信號(hào)檢測(cè)及語(yǔ)音濾波實(shí)驗(yàn)的 GUI 界面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ................................ 41 雙音多頻 (DTMF)信號(hào)檢測(cè)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ......................................................... 41 語(yǔ)音濾波實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ................................................................................ 46 第 4 章 設(shè)計(jì) 總結(jié) 和心得 ............................................................................................................. 47 設(shè)計(jì)總結(jié) ........................................................................................................................ 48 設(shè)計(jì)心得 ........................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。作為強(qiáng)大的科學(xué)計(jì) 算平臺(tái)，它幾乎滿(mǎn)足所有的計(jì)算要求。數(shù)字信號(hào)處理的核心內(nèi)容主要是信號(hào)的獲取、傳輸和處理、識(shí)別及綜合等。信號(hào)是信息的載體，系統(tǒng)是信息處理的手段。隨著對(duì)仿真和程序設(shè)計(jì)通用性及可視化需求的日益增加， MATLAB 著重改善了圖形用戶(hù)界面的制作，極大地滿(mǎn)足了用戶(hù)的需求。 3 第 1 章 設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求 本設(shè)計(jì)任務(wù)是利用 MATLAB 的圖形用戶(hù)界面設(shè)計(jì)向?qū)?GUIDE 工具箱 建立一個(gè)與本科數(shù)字信號(hào)處理理論教學(xué)相配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)仿真平臺(tái)。 MATLAB 將所有 GUl 支持的用戶(hù)控件都集成在這個(gè) MATLAB 將所有圖形用戶(hù)界面（ Graphical User Interface，簡(jiǎn)稱(chēng) GUI）支持的用戶(hù)控件都集成在 GUIDE 工具箱中，并提供界面外觀、屬性和行為響 應(yīng)方式的設(shè)置方法。 在設(shè)計(jì)一個(gè)圖形用戶(hù)界面時(shí)，只需在 GUI 設(shè)計(jì)窗口左邊的控件工具欄中選擇一個(gè) 所需要的對(duì)象，以拖拽的方式在對(duì)象設(shè)計(jì)區(qū)生成該對(duì)象，其對(duì)象的創(chuàng)建方式方便、簡(jiǎn)單。離散時(shí)間信號(hào)有一些典型常用的基本序列，即單位取樣序列 ()n? 、單位階躍序列 ()un 、矩形序列、實(shí)指數(shù)序列、復(fù)指數(shù)序列、正弦型序列。 矩形序列 ? ?NRn ? ? 1, 0 10,N nNRn ? ? ??? ?? 其 它 （ 23） N表示矩形序列的長(zhǎng)度。各種離散時(shí)間系統(tǒng)就是把輸入序列變換成所需要的輸出序列的系統(tǒng)。 與連續(xù)時(shí)間信號(hào)的傅里葉變換定義相類(lèi)似，離散時(shí)間信號(hào) x(n)的傅里葉變換定義為： ( ) [ ( ) ] ( )j j nnX e x n x n e?? ????? ?∞ ∞F （ 28） 系統(tǒng)的單 位取樣響應(yīng) h(n)的 DTFT 為系統(tǒng)的頻率響應(yīng) ()jHe? ，即 ( ) ( )j j nnH e h n e?????? ?∞∞ （ 29） 離散時(shí)間信號(hào)常常是由連續(xù)時(shí)間信號(hào)經(jīng)周期取樣得到的。 6 一個(gè)周期為 N的周期序列 ??xn可以表示為 ? ? ? ?x n x n kN??， k為 任 意 整 數(shù) （ 212） 周期序列的離散傅里葉級(jí)數(shù)（ DFS）變換對(duì)如下： ? ? ? ? ? ? ? ?21100NN j k n knN NnnX k D F S x n x n e x n W k??????? ? ? ? ? ? ? ????? ?? ， （ 213） ? ? ? ? ? ? ? ?2110011 ,NN j k n knN Nkkx n I D F S X k X k e X k W nNN??? ?????? ? ? ? ? ? ? ??? ?? （ 214） 一個(gè)周期序列雖然是無(wú)限長(zhǎng)的，但是只要知道它的一個(gè)周期就可知道它的整個(gè)序列。下圖 21 列出了當(dāng) N=8 時(shí)的時(shí)間抽選的 FFT 流程圖，頻率抽選的 FFT 流程圖與