【正文】 ........................................ 29 多速率信號(hào)處理基礎(chǔ) ....................................................................................................... 30 設(shè)計(jì)多帶 FIR 濾波器 ............................................................................................... 30 設(shè) 計(jì) 等 波 紋 FIR 濾波器 ........................................................................................... 32 第 6 章 總結(jié) ................................................................................................................................ 33 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................................ 34 致謝 ................................................................................................................................................ 35 附錄 1 ： 外 文 文 獻(xiàn) 和 翻譯 ............................................................................................................. 36 外文原文 .................................................................................................................................. 36 外文翻譯 .................................................................................................................................. 40 附錄 2 ：程序 ................................................................................................................................. 43 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘要 隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理已成為一個(gè)極其重要 的學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域，在通信、語音、圖像、遙感、生物工程等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 二、主要內(nèi)容 通過研究利用 MATLAB 實(shí)現(xiàn)基本序列的計(jì)算、基本信號(hào)的產(chǎn)生、離散傅里葉變換、數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)，讓基于 MATLAB的教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)更具體化，充分利用 MATLAB仿真軟件以加深對(duì)課程原理和方法的理解。 三、重點(diǎn)研究問題 、序列的基本運(yùn)算和傅里葉變換、濾波器設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)； MATLAB 編輯 GUI 界面，設(shè)計(jì)出對(duì)信號(hào)的系統(tǒng)分析、離散傅里葉變換和數(shù)字濾波器等并進(jìn)行仿真； 四、主要研究方法 ； MATLAB這個(gè)平臺(tái)，設(shè)計(jì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)的 GUI界面； MATLAB進(jìn)行設(shè)計(jì)，調(diào)試，收集并分析數(shù)據(jù)。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。作為強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算平臺(tái)，它幾乎滿足所有的計(jì)算要求。 teaching experiment。為此，很多學(xué)校安排了實(shí)驗(yàn)課程，借助一些優(yōu)良的軟件平臺(tái)（如 MATLAB等）來解決這一實(shí)際問題，幫助學(xué)生更好地理解和掌握數(shù)字信號(hào)處理中的基本理論和分析方法，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，從而達(dá)到良好的教學(xué)效果 。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界面的制作，極大地滿足了用戶的需求。它開發(fā)了基本信號(hào)的產(chǎn)生，常用序列的計(jì)算，傅里葉變換，濾波器的設(shè)計(jì)等 MATLAB輔助分析與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。但是，它涉及的知識(shí)廣泛，包括微積分、概率論、信號(hào)與系統(tǒng)等。它被廣泛地應(yīng)用于電子信息工程、通信工程、語音、圖像 、自動(dòng)控制、雷達(dá)、遙感和生物工程等眾多領(lǐng)域。在高精度系統(tǒng)中，有時(shí)只能采用數(shù)字系統(tǒng)。因?yàn)閿?shù)字系統(tǒng)只有兩個(gè)信號(hào)電平 “0”、 “l(fā)”，因而受周圍環(huán)境溫度以及噪聲的影響較小，而模擬系統(tǒng)，各元器件都有一定的溫度系數(shù)，且電平是連續(xù)變化的，易受溫度、噪聲、電磁感應(yīng)等的影響。尤其是對(duì)于低頻信 號(hào)，例如地震波分析，需要過濾幾赫茲到幾十赫茲信號(hào)，用模擬網(wǎng)絡(luò)處理時(shí)，電感器、電容器的數(shù)值、體積和重量都非常大，性能亦不能達(dá)到要求、而數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)在這個(gè)頻率處卻非常優(yōu)越。 （ 6）可獲得高性能指標(biāo)。利用龐大的存儲(chǔ)單元，可以存儲(chǔ)一幀或數(shù)幀圖象信號(hào)，實(shí)現(xiàn)二維甚至多維信號(hào)的處理，包括二維或多維濾波、二維及多維譜分析等。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。 MATLAB的特點(diǎn) （ 1）友好的工作平臺(tái)和編程環(huán)境 MATLAB由一系列工具組成 。而且新版本的 MATLAB提供了完整的聯(lián)機(jī)查詢、幫助系統(tǒng)，極大的方便了用戶的使用。新版本的 MATLAB 語言是基于最為流行的 C＋＋語言基礎(chǔ)上的，因此語法特征與 C＋＋語言極為相似，而且更加簡單，更加符合科技人員對(duì)數(shù)學(xué)表達(dá)式的書寫格式。其擁有 600 多個(gè)工程中要用到的數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)，可以方便的實(shí)現(xiàn)用戶所需的各種計(jì)算功能。 MATLAB的這些函數(shù)集包括從最簡單最基本的函 數(shù)到諸如矩陣，特征向量、快速傅立葉變換的復(fù)雜函數(shù)?？捎糜诳茖W(xué)計(jì)算和工程 繪圖。 （ 5）應(yīng)用廣泛的模塊集合工具箱 MATLAB對(duì)許多專門的領(lǐng)域都開發(fā)了功能強(qiáng)大的模塊集和工具箱。允許用戶編寫可以和 MATLAB 進(jìn)行交互的 C 或 C++語言程序。 （ 7）應(yīng)用軟件開發(fā)（包括用戶界面） 在開發(fā)環(huán)境中，使用戶更方便地控制多個(gè)文件和圖形窗口；在編程方面支持了函數(shù)嵌套，有條件中斷等；在圖形化方面，有了更強(qiáng)大的圖形標(biāo)注和處理功能，包括對(duì)性對(duì)起連接注釋等；在輸入輸出方面，可以直接向 Excel 和 HDF5進(jìn)行連接。 GUI模塊是一個(gè)主界面，實(shí)驗(yàn)主界面模塊根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)選擇了幾個(gè)典型的實(shí)驗(yàn)。在每個(gè)實(shí)驗(yàn)的窗口 第 9頁 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 上又分別安放了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生可以通過實(shí)驗(yàn)主界面了解想要了解的知識(shí)，也可以通過輸入?yún)?shù)得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，即把幾個(gè)實(shí)驗(yàn)放在一個(gè)界面上，這樣便于比較和分析。在設(shè)計(jì)中，各個(gè)回調(diào)函數(shù)的編寫順序則是自底向上的，即先編寫各個(gè)子界面中的回調(diào)函數(shù)下的程序，再編寫 GUI界面的回調(diào)函數(shù)下的程序。 GUI 創(chuàng)建 Matlab GUI界面通常有兩種方式：第一種，在 .m文件中動(dòng)態(tài)添加，即自己編寫程序，設(shè)置 參數(shù)；第二種，使用 GUIDE幫助創(chuàng)建 GUI；在 Command 里面輸入 GUIDE 或者從菜單里面，或者從快捷按鈕均可進(jìn)入 GUIDE。 （ 2） CData：在控件上顯示的真彩色圖像，使用矩陣表示。 （ 1） Enable 屬性： 表示此控件的使能狀態(tài)，設(shè)置為 on”，表示可選，為 “off”時(shí)則表示不可。當(dāng)鼠標(biāo)指針位于此控件上時(shí)，顯示提示信息。 （ 8）有關(guān)字體的屬性，如 FontAngle， FontName等。 （ 3） CallBack 屬性：是連接程序界面整個(gè)程序系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)性功能的紐帶。 （ 6） Interruptible 屬性：指定當(dāng)前的回調(diào)函數(shù)在執(zhí)行時(shí)是否允許中斷，去執(zhí)行其他的函數(shù)。 （ 4） Value：控件的當(dāng)前值。 2． newplot函數(shù)：做好開始畫新圖形對(duì)象的準(zhǔn)備。 6． surface函數(shù)：繪制三維曲面。 幾個(gè)實(shí)用的小函數(shù)： uigetfile 選擇文件對(duì)話框 uiputfile 保存文件對(duì)話框 uisetcolor 設(shè)置顏色對(duì)話框 fontsetcolor 設(shè)置字體對(duì)話框 msgbox 消息框 warndlg 警告框 獲取與設(shè)置對(duì)象屬性 常用函數(shù)： gcf函數(shù)：獲得當(dāng)前圖形窗口的句柄 gca函數(shù)：獲得當(dāng)前坐標(biāo)軸的句柄 gco函數(shù)：獲得當(dāng)前對(duì)象的句柄 gcbo函數(shù)：獲得當(dāng)前正在執(zhí)行調(diào)用的對(duì)象的句柄 gcbf函數(shù)：獲取包括正在執(zhí)行調(diào)用的對(duì)象的圖形句柄 delete函數(shù)：刪除句柄所對(duì)應(yīng)的圖形對(duì)象 findobj 函數(shù)：查找具有某種屬性的圖形對(duì)象 設(shè)置方法： （ 1） get函數(shù)返回某些對(duì)象屬性的 當(dāng)前值。所以我采用 GUI界面向?qū)?GUID 進(jìn)行用戶界面的設(shè)計(jì)，通過編寫 M 程序，主要是利用回調(diào)