【正文】 de=(xtilde(:))39。 %畫出周期序列case 2n=[0:1:N1]。x1=[n=0]。Value39。string39。 離散傅里葉變換(DFT)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)①“離散傅里葉變換(DFT)”的靜態(tài)界面如下所示 ②輸入結(jié)果后，如實(shí)指數(shù)序列： 各個(gè)callback函數(shù)為矩形序列、遞增序列、遞減序列、三角序列、實(shí)指數(shù)序列、正弦序列g(shù)lobal N LN=str2num(get(,39。 %從Xk中分離出其相位stem(k,angXk)。幅度響應(yīng)39。 %對周期序列的一個(gè)周期求DFS,這里用函數(shù)fft( )來求DFS，其實(shí)對于有限長的一個(gè)周期序列，DFS與DFT沒有本質(zhì)區(qū)別magXk=abs([Xk(ceil(N/2+1):N) Xk(1:ceil(N/2+1))])。k=[ceil(N/2):ceil(N/2)]。離散傅里葉級數(shù)DFSN=str2num(get(,39。正弦型序列39。xtilde=(xtilde(:))39。case 6n=[0:1:N1]。stem(xtilde)。 %產(chǎn)生一個(gè)長度為L的實(shí)指數(shù)序列 xtilde=x39。三角序列39。xtilde=(xtilde(:))39。case 4n=[0:1:N1]。stem(xtilde)。 %產(chǎn)生長度為L的遞減序列xtilde=x39。遞增序列39。 %將序列x周期化，周期為Nxtilde=(xtilde(:))39。case 2n=[0:1:N1]。stem(n,xtilde)。*ones(1,4)。String39。val = get(hObject,39。))。輸入之后結(jié)果如下圖1所示 “離散時(shí)傅里葉變換及其快速算法”的靜態(tài)界面如上圖所2示： 離散傅里葉級數(shù)(DFS)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)“離散傅里葉級數(shù)(DFS)”的靜態(tài)界面如下圖所示。 set(,39。x=iztrans(Z)。fill39。 %在坐標(biāo)1（axes1）中畫出 的零極點(diǎn)圖h=impdt(n)。 A=[a0,a1]。))。string39。 a1=str2num(get(,39。在靜態(tài)界面設(shè)計(jì)好之后，編寫各個(gè)按鈕的callback函數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)界面的功能。 %求傅里葉變換Ff的幅度。w39。 %對x求傅里葉變換，x為popupmenu菜單所產(chǎn)生的經(jīng)過sym函數(shù)聲明了的信號，fourier( )函數(shù)只能處理由sym函數(shù)定義的符號變量。yn2=yn.*t2。t=[1,zeros(1,49)]。guidata(hObject, handles)。)。case 4t=[5::10]。x=sym(39。)。case 2t=[5::10]。 %產(chǎn)生單位階躍信號x=sym(39。)。Value39。圖片制作完成后，只需將在GUI對象設(shè)計(jì)區(qū)所布置好的幾個(gè)控件的string屬性修改完，信號取樣的靜態(tài)界面基本就制作完成了。title(39。幅度響應(yīng)39。angH=angle(H)。b=[b0 b1]。))。string39。 %從a0的edit text控件中獲取a0的值a1=str2num(get(,39。)。 %將序列x(n)的DTFT的幅度繪制在坐標(biāo)1（tu1）中，離散時(shí)間信號的DTFT是一個(gè)復(fù)數(shù)，且是頻率 的連續(xù)函數(shù)axes()。plot(w/pi,magX)。*k)。 %將用戶所選擇的序列x(n)賦給xk=0:500。end = double(x1)39。case 3n=[10:10]。 %對取樣序列x進(jìn)行初始化x1=f.*x。String39。val = get(hObject,39。))。)。 %將用戶所選擇的序列x(n)賦給xy=filter(B,A,x)。A=[a0 a1 a2]。))。string39。 %從b0的edit text控件中獲取b0的值b1=str2num(get(,39。function pushbutton3_Callback(hObject, eventdata, handles)close(gcf)。 %求系統(tǒng)單位取樣響應(yīng)axes()。B=[b0 b1]。stem(n,y,39。 n = [10 : 20]。string39。a1=str2num(get(,39。))。string39。 y1=sin(*pi*n) 。 stem(n,y1)。 n=n1:n3。 stem(n,y1) %矩形序列 case 2n1=10。)。Value39。 end③退出close(gcf)。 %畫出矩形序列y1，并且矩形的長度N是由用戶規(guī)定的case 2n=[0: N1]。x2=[n=N]。)。Value39。②矩形序列和實(shí)指數(shù)序列g(shù)lobal NN=str2num(get(,39。ny=length(y1)。x=。各個(gè)callback函數(shù)如下所示： ①卷積：A=str2num(get(,39。)。x(n)/pi39。title(39。))。string39。a=str2num(get(,39。ylabel(39。)。subplot(3,3,1)。a=str2num(get(,39。left39。注意：當(dāng)w為π的倍數(shù)時(shí)，輸入時(shí)π應(yīng)寫成pi，乘用*表示，除用/表示39。這里a被稱為阻尼系數(shù)，w為數(shù)字域頻率，單位為弧度39。string39。ylabel(39。)。) %畫出復(fù)指數(shù)序列x的幅度subplot(3,3,4)。x(n)39。 title(39。n = [10 :1: 10]。))。幅值39。xlabel(39。stem(k,x4)。x2=[k=l]。string39。 矩形序列fu=str2num(get(,39。)。階躍序列的幅度39。x2=x1*fu。string39。 階躍序列yi=str2num(get(,39。)。取樣序列的幅度39。x2=x1*fu。string39。各個(gè)callback函數(shù)為： 取樣序列：yi=str2num(get(,39。lisan(handles)則點(diǎn)擊“離散時(shí)間信號的離散時(shí)間系統(tǒng)”按鈕可調(diào)用界面 “離散時(shí)間信號和離散時(shí)間系統(tǒng)”,如上圖右所示。這個(gè)界面主要是有按鈕控件構(gòu)成，其靜態(tài)界面的設(shè)計(jì)步驟與登錄界面的設(shè)計(jì)步驟相似。off39。off39。)。uistack(ha,39。normalized39。)。xuanze(handles)else errordlg(39。登陸成功！39。amp。)。string39。 登錄界面的設(shè)計(jì)過程是：首先打開MALAB軟件中的工具箱GUIDE左下角有個(gè)點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵選擇然后把鼠標(biāo)點(diǎn)到 MALAB出選擇GUIDE然后進(jìn)行靜態(tài)界面的設(shè)計(jì)。Position39。幾個(gè)實(shí)用的小函數(shù)：uigetfile 選擇文件對話框uiputfile 保存文件對話框uisetcolor 設(shè)置顏色對話框fontsetcolor 設(shè)置字體對話框msgbox6．surface函數(shù)：繪制三維曲面。2．newplot函數(shù)：做好開始畫新圖形對象的準(zhǔn)備。（4）Value：控件的當(dāng)前值。該屬性值應(yīng)該為一個(gè)可以直接求值的字符串，在該對象被選中和改變時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)地對字符串進(jìn)行求值。 （1）BusyAction：處理回調(diào)函數(shù)的中斷。（5）UserData：用戶指定數(shù)據(jù)。（2）Style：控件對象類型。（3）ForegroundColor：文本顏色。 8．按鈕組（Button Group）控件9．檢查框（Check Box）控件 6．開關(guān)按鈕（Toggle Button）控件7．單選按鈕（Radio Button）控件 (5) 系統(tǒng)總體的調(diào)試和完善。對于單聲道的語音數(shù)據(jù)在MATLAB中是一維數(shù)組, 一個(gè)是將語音流文件轉(zhuǎn)換為數(shù)組格式數(shù)據(jù)的函數(shù)wavread, 另一個(gè)是將數(shù)組格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為語音流文件的函數(shù)wavwrite[8]. 第3章 系統(tǒng)GUI界面設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 總體框架圖31 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖完成該教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，總體的制作步驟如下：(1) 分析系統(tǒng)所要求實(shí)現(xiàn)的主要功能，明確設(shè)計(jì)任務(wù)，構(gòu)思出一個(gè)總體的結(jié)構(gòu)框架。表21 雙音多頻信號的各個(gè)號碼與頻率的對應(yīng)表 1209Hz1336Hz1477Hz697Hz123770Hz456852Hz789941Hz*0電話號碼的雙音多頻信號的兩個(gè)頻率的對應(yīng)情況如表所示。FIR濾波器則不可通過模擬濾波器來設(shè)計(jì)，因此FIR濾波器沒有現(xiàn)成的設(shè)計(jì)公式，F(xiàn)IR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法主要有窗函數(shù)法和頻率取樣法等。設(shè)計(jì)IIR濾波器時(shí)，通常是先設(shè)計(jì)一個(gè)模擬濾波器，再用沖激響應(yīng)不變法或雙線性變換法將所設(shè)計(jì)的模擬濾波器轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器。在MATLAB，我們可以直接調(diào)用函數(shù)fft( )和ifft( )來計(jì)算序列的FFT和IFFT。這部分所包含的知識有：周期序列的傅里葉級數(shù)及其性質(zhì)；有限長序列的傅里葉變換表示——離散傅里葉變換，及離散傅里葉變換的性質(zhì)，循環(huán)卷積等；快速傅里葉變換，及由FFT進(jìn)行信號譜分析等。若和分別為系統(tǒng)的輸入和輸出，為該系統(tǒng)的單位取樣響應(yīng)，對于線性非移變系統(tǒng)而言，有如下線性卷積關(guān)系： （27）其中*表示卷積。信號處理的目的之一就是要把信號變換成人們需要的某種形式。 單位階躍序列 （22）與連續(xù)階躍信號不同，在=0時(shí)，單位階躍序列是有定義的。在離散時(shí)間系統(tǒng)中，信號是用離散時(shí)間的數(shù)字序列表示的。根據(jù)這些圖形對象，可以設(shè)計(jì)出界面友好、操作方便的圖形用戶界面[9]。MATALB 可以創(chuàng)建圖形用戶界面GUI ( GraphicalUser Interface) ,它是用戶和計(jì)算機(jī)之間交流的工具。該實(shí)驗(yàn)軟件包是由一系列形象的圖形用戶界面組成，每個(gè)界面以坐標(biāo)窗口、彈出框、按鍵、動(dòng)態(tài)文本框等為基本部分，構(gòu)建了較為完善和友好的人機(jī)交互方式，使用便捷。MATLAB是用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境。摘要隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字信號處理已成為一個(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。因此，為了更好的研究信號和系統(tǒng)的基本理論與方法，使同學(xué)們更好地理解和掌握數(shù)字信號處理的理論知識，在實(shí)驗(yàn)過程中，借助MATLAB這個(gè)平臺(tái)來進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。 MATLAB的GUID是專門用于圖形用戶界面的快速開發(fā)環(huán)境，本設(shè)計(jì)利用MATLAB的GUIDE工具箱制作了一套輔助“數(shù)字信號處理”課程教學(xué)的實(shí)驗(yàn)軟件包。 MATLAB GUI的簡介及特點(diǎn)MATLAB 是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。在MATLAB中，基本的圖形用戶界面對象包含：下拉及彈出式菜單對象，多種界面元素如按鈕（PUSH BUTTON）、選項(xiàng)鈕（RADIO BUTTON）、可編輯文本框（EDIT BOX）、靜態(tài)文本框（STATIC TEXT）、檢查框（CHECK BOXES）、坐標(biāo)（AXES）等。 第2章 基本理論 離散時(shí)間信號和離散時(shí)間系統(tǒng)離散時(shí)間信號和離散時(shí)間系統(tǒng)的知識首先包括序列的表示法和基本類型，線性非移變系統(tǒng)以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性和因果性問題，卷積；其次包括離散時(shí)間信號的傅里葉變換（DTFT）和系統(tǒng)的頻率響應(yīng)的概念，及離散時(shí)間信號的取樣等基本知識；最后，包括z變換的定義和收斂域、Z的正反變換的定理和性質(zhì)。 單位取樣序列 （21）注意與之見的區(qū)別，是一個(gè)確定的物理量，而不是確定的物理量，而是一種數(shù)學(xué)抽象。 正弦型序列 （26）式中，A為幅度，稱為數(shù)字域頻率，為初相（單位為弧度）。線性非移變系統(tǒng)有一個(gè)重要的特性，它的輸入序列與輸出序列之間存在著線性卷積關(guān)系。Z變換的定義為： （211） 離散傅里葉變換及其快速算法這里所要介紹的離散傅里葉變換（DFT）時(shí)域和頻域都是離散的，而離散傅里葉變換的快速算法即快速傅里葉變換（FFT）在處理有限長序列時(shí)起著極其重要的作用。有限長序列的傅里葉變換稱為離散傅里葉變換（DFT），DFT的表達(dá)式為： （215）有限長序列的DFT即仍是有限長序列。這兩類數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法是完全不同的。切比雪夫I型濾波器在通帶內(nèi)的幅度響應(yīng)時(shí)單調(diào)減的，而在阻帶內(nèi)的幅度響應(yīng)時(shí)等波紋的。電話機(jī)號碼盤上每一個(gè)號碼對應(yīng)一個(gè)DTMF音，它包含兩個(gè)不同頻率的正弦信號的疊加，檢測DTMF音就是要檢測這兩個(gè)正弦信號的頻率，從而判斷出按鍵號碼。語音濾波實(shí)驗(yàn), 配合操作系統(tǒng)支持的語音媒體播放器可以很方便地將經(jīng)過數(shù)字處理后的語音效果直觀地體現(xiàn)出來, 這對于學(xué)生深刻理解數(shù)字信號處理中抽象數(shù)學(xué)運(yùn)算的現(xiàn)實(shí)物理意義，很有幫助。(4) 編寫m程序?qū)崿F(xiàn)界面功能，即編寫界面上各個(gè)控件的回調(diào)函數(shù)，以達(dá)到對相關(guān)內(nèi)容的仿真。新建一個(gè)布局(窗口)，可以在新窗口