【正文】 行Z變換，得到Y(jié)(z)=(a+b)Y(z)z－1－abY(z)z－2+X(z)z－2－(a+b)X(z)z－1+ab Y(z)ab(a+b)z+zH(z)==X(z)1(a+b)z1abz2按照Masson公式畫(huà)出直接型結(jié)構(gòu)如題3解圖（一）所示。脈沖響應(yīng)不變法的缺點(diǎn)： l 混疊失真效應(yīng)因此，只適用于限帶的模擬濾波器（例如衰減特性很好的低通或帶通濾波器），而且高頻衰減越快，混疊效應(yīng)越??；而對(duì)于高通和帶阻濾波器，由于它們?cè)诟哳l部分不衰減，因此會(huì)產(chǎn)生混疊現(xiàn)象。Rs=25。[b,a]=butter(n,Wc,39。Rs=25。[b,a]=butter(n,Wc,39。% 通帶截止頻率 fs2=70。% 向量 Ws=[Ws1,Ws2]。Ws1=(fs1/Fs)*2*pi。3cptopstsp則相關(guān)代碼為：1)低通濾波器代碼fp=110。[n,Wc]=buttord(OmegaP,OmegaS,Rp,Rs,39。OmegaS=2*Fs*tan(Ws/2)。2)高通濾波器fp=280。[n,Wc]=buttord(OmegaP,OmegaS,Rp,Rs,39。[Bz, Az]=bilinear(b,a,Fs)。Ws1=(fs1/Fs)*2*pi。s39。% 阻帶截止頻率 fp2=265。Wp=[Wp1,Wp2]。stop39。“微課”采用了精細(xì)化管理的教學(xué)模式，把“慕課”平臺(tái)上的“高級(jí)軟件工程”課程加以優(yōu)化及改編之后得到“微課”平臺(tái)，加州大學(xué)伯克利分校的 Armando Fox 教授將“微課”平臺(tái)引入了校園，并取得了意想不到的好效果。 實(shí)踐教學(xué)方面實(shí)驗(yàn)?zāi)壳皟H局限于理論仿真，而沒(méi)有硬件的實(shí)踐操作，學(xué)生很難把所學(xué)的理論知識(shí)和理論仿真同實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來(lái)，而獨(dú)立學(xué)院學(xué)生更應(yīng)該把學(xué)習(xí)的重心往實(shí)踐方向傾斜。首先，通過(guò)課堂或是其他網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)向?qū)W生發(fā)布題目，讓學(xué)生提前做好討論或者報(bào)告準(zhǔn)備，采用多媒體上講臺(tái)進(jìn)行專題討論或報(bào)告。二．設(shè)計(jì)內(nèi)容錄制一段個(gè)人自己的語(yǔ)音信號(hào)，并對(duì)錄制的信號(hào)進(jìn)行采樣；畫(huà)出采樣后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜圖；給定濾波器的性能指標(biāo)，采用窗函數(shù)法和雙線性變換法設(shè)計(jì)濾波器，并畫(huà)出濾波器的頻率響應(yīng)；然后用自己設(shè)計(jì)的濾波器對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行濾波，畫(huà)出濾波后信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜，并對(duì)濾波前后的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，分析信號(hào)的變化；回放語(yǔ)音信號(hào)；換一個(gè)與你性別相異的人錄制同樣一段語(yǔ)音內(nèi)容，分析兩段內(nèi)容相同的語(yǔ)音信號(hào)頻譜之間有什么特點(diǎn)；再錄制一段同樣長(zhǎng)時(shí)間的背景噪聲疊加到你的語(yǔ)音信號(hào)中，分析疊加前后信號(hào)頻譜的變化，設(shè)計(jì)一個(gè)合適的濾波器，能夠把該噪聲濾除；三．設(shè)計(jì)原理，利用函數(shù)wavrecord()，wavwrite(),wavread(),wavplay()對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行錄制，存儲(chǔ)，讀取，回放。165。dT(t)則有?(jW)=1X(jW)*D(jW)XaaT2p1165。X(jW)239。2fh四．具體實(shí)現(xiàn)在MATLAB中用wavrecord、wavread、wavplay、wavwrite對(duì)聲音進(jìn)行錄制、讀取、回放、存儲(chǔ)。錄音中......39。%文字提示 fprintf(39。%存儲(chǔ)語(yǔ)音信號(hào)N=length(x)。原始信號(hào)的時(shí)域波形39。subplot(2,1,2)。%顯示橫坐標(biāo)表示的意義 ylabel(39。這樣就可以解決這個(gè)問(wèn)題。%標(biāo)題 xlabel(39。%低通濾波fp=1000。wap=2*tan(wp/2)。[Bz,Az]=bilinear(B,A,Fs1)。頻率（HZ）39。fs=5000。wap=2*tan(wp/2)。s39。)。MATLAB程序如下。T=1。s39。)。123．將聲音信號(hào)送入濾波器濾波x=wavread(39。%頻帶寬度 figure(4)。)。%加標(biāo)題 xlabel(39。)。n=ceil(*pi /width)。subplot(4,2,2)。ylabel(39。)。%加網(wǎng)格wavplay(ys,8000)。h=fir1(n,wn/pi, 39。頻率w/pi39。%標(biāo)題 ylabel(39。xlabel(39。)。ws2=2*pi*3000/fs。,kaiser(n+1,beta))。%繪制后信號(hào)的時(shí)。h=fir1(n,wn/pi,39。wc2=2*pi*3200/fs。%顯示標(biāo)表示的意義title(39。%在四行兩列的第七個(gè)窗口顯示圖形 plot(f,abs(fftwave(n1)))。高通濾波后信號(hào)的時(shí)域波形39。%在四行兩列的第五個(gè)窗口顯示圖形 plot(ys)。wn=(ws+wc)/2。)。%繪制模值 xlabel(39。頻率w/pi39。%信號(hào)送入濾波器濾波，ys為輸出 fftwave=fft(ys)。width=wswc。%顯示縱坐標(biāo)表示的意義 title(39。原始信號(hào)的頻譜圖39。%加標(biāo)題 ylabel(39。%采樣間隔 n1=1:N/2。)。title(39。)。wp=2*pi*fp/Fs。)。title(39。high39。T=1。9 巴特沃思低通濾波器MATLAB程序如下。)。s39。ws=2*pi*fs/Fs。grid。截取后的聲音時(shí)域圖形39。%加標(biāo)題grid。頻率w/pi39。%加網(wǎng)格y0=fft(x)。plot(x)。C:39。錄音結(jié)束39。%文字提示 pause。奈奎斯特采樣定理：要使實(shí)信號(hào)采樣后能夠不失真還原，采樣頻率必須大于信號(hào)最高頻率的兩倍：Ws179。?(jW)與X(jW)的關(guān)系：理想抽樣信號(hào)的頻譜是連續(xù)信號(hào)頻譜的Xaa周期延拓,重復(fù)周期為Ws(采樣角頻率)。xXa(jW)171。xa(nT)d(tnT)xn=165。另外，引入DSP實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生更能將理論知識(shí)與工程實(shí)踐相結(jié)合。甚至能夠翻轉(zhuǎn)課堂，學(xué)生可在課前通過(guò)微課自主完成課堂學(xué)習(xí)，而在課堂上對(duì)重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行討論，使學(xué)生在討論的過(guò)程中深化對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，同時(shí)可以活躍課堂氣氛，讓學(xué)生成為課堂的主體。數(shù)字信號(hào)處理教學(xué)中出現(xiàn)的問(wèn)題近幾年來(lái)，數(shù)字信號(hào)處理課程多媒體與黑板板書(shū)相結(jié)合的教學(xué)方式，再結(jié)合Matlab軟件實(shí)驗(yàn)，教學(xué)效果有一定的改善，但仍存在不足之處，主要體現(xiàn)為一下幾個(gè)方面： 教學(xué)內(nèi)容方面公式推導(dǎo)比較多，概念比較抽象，內(nèi)容枯燥，學(xué)生無(wú)法將所學(xué)的內(nèi)容與工程實(shí)踐相結(jié)合，再者獨(dú)立學(xué)院學(xué)生基礎(chǔ)較差，所以易出現(xiàn)“太難，聽(tīng)不懂”等不學(xué)、厭學(xué)現(xiàn)象?！娟P(guān)鍵詞】數(shù)字信號(hào)處理；微課；教學(xué)改革；實(shí)踐教學(xué)0 引言數(shù)字信號(hào)處理作為通信、電子信息類專業(yè)的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課程，要求學(xué)生有微積分、信號(hào)與系統(tǒng)分析等課程的基礎(chǔ)，另外數(shù)字信號(hào)處理是一門(mén)理論性非常強(qiáng)的課程，抽象概念較多，涉及的數(shù)學(xué)知識(shí)也較多，而獨(dú)立學(xué)院學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、信號(hào)與系統(tǒng)分析基礎(chǔ)都相對(duì)比較薄弱，所以學(xué)習(xí)本課程有一定的難度，易出現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低、怕學(xué)以及厭學(xué)等現(xiàn)象。)。Wp2=(fp2/Fs)*2*pi。4)帶阻濾波器的代碼如下：fp1=110。% 頻率預(yù)畸 OmegaS=2*Fs*tan(Ws/2)。Rs=25。s39。%臨界頻率采用角頻率表示(2):雙線性變換法OmegaP=2*Fs*tan(Wp/2)。)。% 指明為高通濾波器 [Bz,Az]=impinvar(b,a,Fs)。%臨界頻率采用角頻率表示(1):脈沖響應(yīng)不變法OmegaP=Wp*Fs。信號(hào)表達(dá)i(n+2式為t2180。Rs=25。Ws2=(fs2/Fs)*2*pi。% 通帶截止頻率 fs1=30。s39。% 通帶截止頻率 fs=70。s39。% 通帶截止頻率 fs=70。l 線性頻率關(guān)系。lg[()/()]249。1+z11(2)將H(z)的分母進(jìn)行因式分解：H(z)= 3111z11z124111+z按照上式可以有兩種級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu): 13H(z)= 111z11z1 241畫(huà)出級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)如題1解圖（二）（a)所示 1+z11 H(z)= 3111z11z124畫(huà)出級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)如題1解圖（二）（b)所示111+z11+z133H(z)==311211111z+z(1z)(1z)4824(3)將H(z)進(jìn)行部分分式展開(kāi)：1z+H(z)AB3==+H(z)=11111111z(z)(z)zz(1z)(1z)2424 2411+z***zzH(z)333=+=33H(z)=311111111z(z)z1z1zzz24242410根據(jù)上式畫(huà)出并聯(lián)型結(jié)構(gòu)如題1解圖（三）所示。N239。X(k)=DFT[x(n)]=229。,39。))returns contents of edit12 as a double%Executes during object creation, after setting all edit12_CreateF(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to edit12(see GCBO)% eventdata reservedhandles not created until after all CreateFs called% Hint: edit controls usually have a white background on Windows.% See ISPC and ispcamp。相位39。)。|X(ejw)|39。)。)。title(39。ylabel(39。axes()。N=N0+mod(N0+1,2)。wp=2*fp/fre*pi。String39。相位39。)。|X(ejw)|39。)。)。title(39。ylabel(39。axes()。N=N0+mod(N0+1,2)。wp=2*fp/fre*pi。String39。相位39。)。|X(ejw)|39。)。)。title(39。ylabel(39。axes()。Bt=wswp。fs=str2num(get(,39。axis([0,fre/2,min(yn),max(yn)])。信號(hào)濾波后的相頻特性39。axis([0,fre/2,0,max(yn)])。信號(hào)濾波后的幅頻特性39。yn2=fftfilt(hn,xn,512)。)。)。title(39。N=N0+mod(N0+1,2)。))。endfunction pushbutton5_Callback(hObject, eventdata, handles)xn=get(,39。,39。)。相位39。)。|X(ejw)|39。)。相位39。plot(w/pi,angle(H))。)。)。))。%通帶最大頻率 % fs=str2num(get(,39。userdata39。white39。elseset(hObject,39。,get(0,39。))。BackgroundColor39。)。%相頻特性%n4=[0:length(yn4)1]/length(yn4)*fre。)。%快速傅立葉變換（符頻特性）% n1=[0:length(yn3)1]/length(yn3)*fre。String39。))。f(1)=str2num(get(,39。white39。elseset(hObject,39。,get(0,39。))。BackgroundColor39。white39。endif nargout[varargout{1:nargout}] = gui_mainf(gui_State, varargin{:})。, df_OutputF,...39。gui_State = struct(39。其中濾波器的設(shè)計(jì)中，調(diào)用了許多濾波函數(shù)，這是本次實(shí)驗(yàn)有點(diǎn)欠缺的地方，但是仍然從整體上把握了整個(gè)濾波器的設(shè)計(jì)過(guò)程?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)自己確實(shí)會(huì)的太少，而這次又學(xué)了太多，對(duì)自己以后的學(xué)習(xí)還是有鞭策意義的。另外，handles函數(shù)作用為傳遞的句柄，是一結(jié)構(gòu)體，調(diào)用時(shí)注意此處。數(shù)字濾波：根據(jù)設(shè)計(jì)的濾波器系數(shù)，對(duì)測(cè)試信號(hào)通過(guò)差分方程迭代實(shí)現(xiàn)濾波數(shù)字濾波，展示濾波后信號(hào)的幅頻特性與相頻特性，分析是否滿足濾波要求（對(duì)同一濾波要求，對(duì)比分析各類濾波器的差異）。wn=hanning(N+1)。巴特沃斯和切比雪夫的濾波函數(shù)調(diào)用為：[N,Wc]=buttord(wp,ws,rp,rs)。% 頻率3fs=3000。頻率f2=50。分析濾波器的幅頻特性和相頻特性，如果不符合要求重新設(shè)定濾波器參數(shù)或者換成其他濾波器類型。濾波器的設(shè)計(jì)，通過(guò)輸入信號(hào)的頻譜分析，設(shè)置濾波器的參數(shù)，然后才可以設(shè)計(jì)濾波器。從數(shù)據(jù)傳遞關(guān)系上分析，濾波模塊的實(shí)現(xiàn)依賴于其他模塊的數(shù)據(jù)輸出，因此放在最后設(shè)計(jì)。⑷ 數(shù)字濾波—根據(jù)設(shè)計(jì)的濾波器系數(shù)，對(duì)測(cè)試信號(hào)進(jìn)行濾波。一般的濾波器主要是對(duì)幅頻特性作出要求，如果對(duì)輸出相頻特性也有要求，就需要用到線性相位濾波器。設(shè)計(jì)濾波器的主要要求有兩種，一是幅頻特性，一是相頻特性。① IIR DF 設(shè)計(jì)：使用雙線性變換法，可選擇濾波器基型（巴特沃斯或切比雪夫型）；② FIR DF 設(shè)計(jì)：使用窗口法，可選擇窗口類型。首先明確各模塊間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系：在輸入信號(hào)模塊得到信號(hào)后，對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻域分析，從而確定濾波器的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，根據(jù)濾波器的技術(shù)指標(biāo)與類型，在濾波器設(shè)計(jì)模塊完成濾波器的設(shè)計(jì)，然后將濾波器的設(shè)計(jì)結(jié)果傳遞給濾波模塊，濾波模塊同時(shí)接收輸入信號(hào)，從而通過(guò)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的濾波處理。最后輸出一采樣信號(hào)向量，傳遞給其余兩模塊。通過(guò)濾波器的設(shè)計(jì)最后可以得到濾波器的系統(tǒng)函數(shù)H(z)的系數(shù)。設(shè)置模擬信號(hào)：我采用的測(cè)試信號(hào)是兩個(gè)正弦信號(hào)疊加而成的信號(hào)，信號(hào)為y=sin(2*pi*f1*n*Ts)+sin(2*pi*f2*n*Ts)其中頻率f1=30。% 頻率2 f3=200。分別設(shè)計(jì)巴特沃斯濾波器、切比雪夫I型濾波器、切比雪夫II型濾波器、橢圓濾波器、yulewalk濾波器。wn=triang(N+1)。property對(duì)于低通和高通為’’，帶通’high’,帶阻’stop’。pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)%獲得輸入信號(hào)uipanel11_SelectionChangeF(hObject, eventdata, handles)%獲取濾波器的設(shè)計(jì)參數(shù)uipanel15_SelectionChangeF(hObject, eventdata, handles)%設(shè)計(jì)濾波器pushbutton4_Callback(hObject, eventdata, hand