【正文】 一般來說,在數(shù)字信號(hào)處理中常對量化誤差進(jìn)行專題研究。因此,在實(shí)際數(shù)字信號(hào)處理中,我們只處理數(shù)字信號(hào)。因此,數(shù)字信號(hào)實(shí)現(xiàn)總是用1和0編碼，這被稱為二進(jìn)制編碼。在實(shí)際應(yīng)用中，這些符號(hào)被編成一串點(diǎn)、畫，或者1和0。 therefore, small noise, disturbance or perturbation in power supply may not affect the representation. Thus digital techniques are less susceptible to noise and disturbance. This reliability can further be improved by using errordetecting and errorcorrecting codes. On the pact disc, by using the socalled crossinterleaved ReedSolomon code, it is possible to correct 2400 bit long errors (corresponding to 2 mm scratches). However, the number of bits must be increased considerably. For example, portion of the audio signal represented originally by 192 bits now requires 588 bits on the disc. Another example is the transmission of the pictures of the Mars, taken by a spacecraft, to the ground station on the earth, after traveling over kilometers, the received signal has a power level in the order of 10^18 watts. If the signal is transmitted by analog techniques, the received signal will be severely corrupted by noise and it is not possible to reconstruct the pictures, However, the pictures of the Mars have been transmitted successfully to Earth by using digital techniques.The precision in digital techniques is much higher than that in analog techniques. In analog display, the accuracy of the reading is often limited. Generally, we can achieve only an accuracy of 1% of the full scale. In digital display, the accuracy can be increased simply by increasing the number of bits used. In analog systems, it is difficult or very expensive to have a number of ponents with identical value. For example, if we buy ten 1 resistors, probably the resistances of the ten resistors will be all different and none exactly equals 1. Even simply analog voltmeters require constant resetting in their use. Digital systems have no such problem。將該系統(tǒng)與多媒體教學(xué)相結(jié)合，使得課堂教學(xué)形象生動(dòng)，讓學(xué)生進(jìn)一步加深了對所學(xué)理論知識(shí)的理解，教師也可以利用該系統(tǒng)更具體地講解實(shí)驗(yàn)，不僅改善了教學(xué)效果，同時(shí)提高了教學(xué)效率。（3）相關(guān)理論知識(shí)學(xué)習(xí)：此階段就是要對查找到的資料進(jìn)行學(xué)習(xí)。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)出滿足一系列指標(biāo)的等波紋線性相位FIR低通濾波器。格型濾波器有兩個(gè)輸出，對于已知系統(tǒng)函數(shù)的FIR濾波器，可以根據(jù)式556和57可求得各反射系數(shù)，即可求得其相應(yīng)的格型結(jié)構(gòu)。 數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)點(diǎn)擊“實(shí)驗(yàn)內(nèi)容”控件。點(diǎn)擊“第五章 濾波器設(shè)計(jì)”控件。 警告框 卷積運(yùn)算本實(shí)驗(yàn)要求計(jì)算兩個(gè)序列的卷積，卷積的幅度可以輸入。 離散傅里葉變換序列x[k]的離散時(shí)間Fourier變換，簡稱DTFT，定義為 （51）稱X（e）為非周期序列x[k]的頻譜或DTFT。序列的基本運(yùn)算包括翻轉(zhuǎn)、位移、相加、相乘和卷積。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對各個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了簡單的說明，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的理解提供了幫助。den=[1,1/6,1/3,1/6]。點(diǎn)擊“實(shí)驗(yàn)一 級(jí)連續(xù)濾波器”和“實(shí)驗(yàn)二 格型濾波器”控件，可以進(jìn)入到各個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)子界面；“返回”控件可以返回到上一級(jí)界面；“退出”控件即關(guān)閉這一級(jí)界面。))+1,0,1])title(39。 %輸入平移量t=t11::t1+1。String39。String39。a=str2num(get(,39。))。右鍵單擊“正弦信號(hào)”，選擇View （），這個(gè)文件是MATLAB自動(dòng)生成的，在functionpushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)下添加程序如下：axes() %clcA=str2num(get(,39。通過退出按鈕可以關(guān)閉這個(gè)界面。6．surface函數(shù)：繪制三維曲面。（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。（5）UserData：用戶指定數(shù)據(jù)。（3）ForegroundColor：文本顏色。 6．開關(guān)按鈕（Toggle Button）控件7．單選按鈕（Radio Button）控件（3）編寫GUI界面的回調(diào)函數(shù)下的程序，將各個(gè)子界面整合在GUI界面中，即通過GUI界面就可以進(jìn)入任何一個(gè)子界面并進(jìn)行操作。 GUI界面退出實(shí)驗(yàn)主界面退出實(shí)驗(yàn)子界面實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)內(nèi)容退 出返 回退出 系統(tǒng)流程圖首先進(jìn)入GUI主界面，讓用戶可以自由選擇想了解的內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)。本文利用MATLAB的GUIDE工具箱設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了數(shù)字信號(hào)處理教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的圖形用戶界面GUI、實(shí)驗(yàn)主界面和實(shí)驗(yàn)子界面。目前，MATLAB已經(jīng)把工具箱延伸到了科學(xué)研究和工程應(yīng)用的諸多領(lǐng)域，諸如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫接口、概率統(tǒng)計(jì)、樣條擬合、優(yōu)化算法、偏微分方程求解、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波分析、信號(hào)處理、圖像處理、系統(tǒng)辨識(shí)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、LMI控制、魯棒控制、模型預(yù)測、模糊邏輯、金融分析、地圖工具、非線性控制設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)快速原型及半物理仿真、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、定點(diǎn)仿真、DSP與通訊、電力系統(tǒng)仿真等，都在工具箱（Toolbox）家族中有了自己的一席之地。 （4）出色的圖形處理功能 MATLAB自產(chǎn)生之日起就具有方便的數(shù)據(jù)可視化功能，以將向量和矩陣用圖形表現(xiàn)出來，并且可以對圖形進(jìn)行標(biāo)注和打印。而且這種語言可移植性好、可拓展性極強(qiáng)，這也是MATLAB能夠深入到科學(xué)研究及工程計(jì)算各個(gè)領(lǐng)域的重要原因。包括MATLAB桌面和命令窗口、歷史命令窗口、編輯器和調(diào)試器、路徑搜索和用于用戶瀏覽幫助、工作空間、文件的瀏覽器。另外，系統(tǒng)比較復(fù)雜，因而價(jià)格昂貴等也是其缺點(diǎn)。也就是利用數(shù)字信號(hào)處理器同時(shí)處理幾個(gè)通道的信號(hào)。數(shù)字系統(tǒng)的性能主要由乘法器的系數(shù)決定，而系數(shù)是存放在系數(shù)存儲(chǔ)器中的，只需改變存儲(chǔ)的系數(shù)，就可得到不同的系統(tǒng)，比改變模擬系統(tǒng)方便得多。目前，我校的數(shù)字信號(hào)處理課程總共48個(gè)學(xué)時(shí)，其中有6個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，要想在這么短的時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生較好地掌握數(shù)字信號(hào)處理的理論知識(shí)，這是比較困難的，所以可以利用MATLAB友好的人際交互界面，制作出形象、開放的教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，以此達(dá)到幫助學(xué)生更好的掌握數(shù)字信號(hào)處理理論知識(shí)的目的。MATLAB具有強(qiáng)大的圖形用戶界面生產(chǎn)能力，用戶可以根據(jù)自己的需要設(shè)計(jì)圖形界面。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。 MATLAB的GUID是專門用于圖形用戶界面的快速開發(fā)環(huán)境，本文利用該工具設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),該系統(tǒng)將MATLAB軟件和多媒體硬件結(jié)合，將數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容融入進(jìn)去，形成一種新的計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)方式。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題目 基于MATLAB數(shù)字信號(hào)處理教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)目 錄摘要 1Abstract 2第1章 緒論 3 課題研究的背景及意義 3 教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡介 3 設(shè)計(jì)的目標(biāo)任務(wù) 4第2章 數(shù)字信號(hào)處理與開發(fā)環(huán)境的簡介 5 數(shù)字信號(hào)處理的簡介 5 MATLAB簡介與特點(diǎn) 6 MATLAB的簡介 6 MATLAB的特點(diǎn) 6第3章 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 9 系統(tǒng)的基本模塊 9 10 10 寫回調(diào)函數(shù) CallBack 12 句柄圖形之間的層次關(guān)系 13 獲取與設(shè)置對象屬性 14第4章 系統(tǒng)界面設(shè)計(jì) 15 系統(tǒng)的GUI界面 15 實(shí)驗(yàn)主界面 16 實(shí)驗(yàn)子界面 18第5章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容 21 21 序列的基本運(yùn)算 22 離散傅里葉變換 24 卷積運(yùn)算 26 27 數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 28 28 29 多速率信號(hào)處理基礎(chǔ) 30 30 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。該系統(tǒng)的形象直觀，總體界面友好，具有開放性，便于學(xué)生對所學(xué)理論知識(shí)的理解，大大提高教學(xué)的效果和效率。 教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡介 數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)在教學(xué)過程中是非常重要的，實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生理解和掌握所學(xué)的理論。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)以MATLAB為開發(fā)平臺(tái)，保證了該系統(tǒng)具有一定的通用性，它采用圖形交互的界面，不僅可以用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，也可以用于輔助理論教學(xué)，操作起來非常方便，形象直觀。第2章 數(shù)字信號(hào)處理與開發(fā)環(huán)境的簡介 數(shù)字信號(hào)處理的簡介隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，信息時(shí)代和數(shù)字世界悄然到來，數(shù)字信號(hào)處理已成為一門重要的學(xué)科和一個(gè)極其重要的科學(xué)領(lǐng)域。（3）可靠性強(qiáng)。處理器運(yùn)算速度越高，能處理的信道數(shù)目也就越多。 MATLAB簡介與特點(diǎn) MATLAB的簡介MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory）的簡稱，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(jí)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，和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。隨著MATLAB的商業(yè)化以及軟件本身的不斷升級(jí)，MATLAB的用戶界面也越來越精致，更加接近Windows的標(biāo)準(zhǔn)界面，人機(jī)交互性更強(qiáng)，操作更簡單。 （3）強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力 MATLAB是一個(gè)包含大量計(jì)算算法的集合。高層次的作圖包括二維和三維的可視化、圖象處理、動(dòng)畫和表達(dá)式作圖。 　（6）實(shí)用的程序接口和發(fā)布平臺(tái) 新版本的MATLAB可以利用MATLAB編譯器和C/C++數(shù)學(xué)庫和圖形庫，將自己的MATLAB程序自動(dòng)轉(zhuǎn)換為獨(dú)立于MATLAB運(yùn)行的C和C++代碼。這些界面以按鈕、靜態(tài)文本、編輯框和坐標(biāo)軸等友好界面形式構(gòu)成，即便是不理解MATLAB程序，也可以很方便地使用，系統(tǒng)內(nèi)容豐富，結(jié)果直觀易懂，便于分析。在每個(gè)實(shí)驗(yàn)的窗口上又分別安放了實(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。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．編輯框（Edit Text）控件3．列表框（Listbox）控件（4）String屬性：控件上的文本，以及列表框和彈出菜單的選項(xiàng)。（6）Position：控件對象的尺寸和位置。（4）CreateF：在對象產(chǎn)生過程中執(zhí)行的回調(diào)函數(shù)?？梢允褂脤傩跃庉嬈鱽碓O(shè)置屬性 寫回調(diào)函數(shù) CallBack 每個(gè)控件都有幾種回調(diào)函數(shù)，右鍵選中的控件一般會(huì)有如下菜單：然后就可以跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的 Editor中編輯代碼，GUIDE會(huì)自動(dòng)生成相應(yīng)的函數(shù)體，函數(shù)名，名稱一般是控件 Tag+ Call類型名參數(shù)有三個(gè)( hObject, eventdata, handles)，其中hObject為發(fā)生事件