【正文】 夠設(shè)計(jì)巴特沃茲型低通、帶通、高通濾波器，并能夠輸入數(shù)字濾波器的性能指標(biāo)，顯示出濾波器的階數(shù)和系數(shù)。濾波模塊：運(yùn)用差分方程運(yùn)算的濾波函數(shù)，可以用循環(huán)調(diào)用簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)。wn=kaiser(N+1,beta)。[B,A]=cheby1(N,rp,Wc,’property’)。% 采樣點(diǎn)數(shù)n=1:N。采樣間隔 Ts=1/fs。前者適合對(duì)IIR濾波器進(jìn)行濾波，后者適合對(duì)FIR濾波器進(jìn)行濾波。IIR采用借助于模擬濾波器的方式，包括巴特沃斯濾波器和切比雪夫?yàn)V波器兩種類型。輸入的實(shí)現(xiàn)可以有兩種方式：靜態(tài)輸入和動(dòng)態(tài)輸入。⑸ 輸出信號(hào)分析—展示濾波后信號(hào)的幅頻與相頻特性，分析是否滿足濾波要求。還有一種比較有效的方法是切比雪夫等波紋逼近法，需通過計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行。第一篇：數(shù)字信號(hào)處理課設(shè)信息科學(xué)與工程學(xué)院數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告課題名稱： 簡(jiǎn)單信號(hào)濾波演示系統(tǒng) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)老師： 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 目 錄第一章概述.................................3第二章第三章第四章第五章第六章 FIR、IIR概述.................................3 ......................................3 設(shè)計(jì)分析.............................5 ......................................5 在matlab中實(shí)現(xiàn)的分析........................6程序?qū)崿F(xiàn).......................8 程序主體介紹..................................8 子程序........................................9 程序調(diào)試及運(yùn)行結(jié)果............................9 結(jié)果分析及問題分析...........................16 心得體會(huì)............................17 參考文獻(xiàn)............................18 源代碼..............................19MATLAB第一章 概述 FIR、IIR概述數(shù)字濾波器是指輸入輸出均為數(shù)字信號(hào)，通過一定的運(yùn)算關(guān)系改變輸入信號(hào)所含頻率成分的相對(duì)比例或者濾除某些頻率成分的器件。設(shè)計(jì)一個(gè)工作流程如圖所示的信號(hào)濾波演示系統(tǒng)：圖2 濾波演示圖⑴ 信號(hào)發(fā)生器—根據(jù)信號(hào)選擇分為兩大類：① 靜態(tài)型：直接輸入(或從文件讀取)測(cè)試信號(hào)序列；② 動(dòng)態(tài)型：輸入由多個(gè)不同頻率正弦信號(hào)疊加組合而成的模擬信號(hào)公式 100sin(2pf1t)+100sin(2pf2t)+...+100sin(2pfnt)采樣頻率（Hz）以及采樣點(diǎn)數(shù)，動(dòng)態(tài)生成該信號(hào)的采樣序列，作為測(cè)試信號(hào)。對(duì)同一濾波要求，根據(jù)輸出信號(hào)頻譜，對(duì)比分析各類濾波器的差異。靜態(tài)輸入選擇從文本輸入數(shù)據(jù)，將信號(hào)取樣值以矩陣的形式存放在文本中。FIR采用窗函數(shù)方式，有矩形窗、三角窗、漢明窗、漢寧窗、布萊克曼和凱塞窗。且線性卷積為實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)序列的卷積運(yùn)算，采用重疊相加法，采用動(dòng)態(tài)變化展示運(yùn)算過程。采樣點(diǎn)數(shù)N=1024。y=sin(2*pi*f1*n*Ts)+sin(2*pi*f2*n*Ts)+sin(2*pi*f1*n*Ts）。property對(duì)于低通和高通為’’，帶通’high’,帶阻’stop’。%bata為kaiser的a參數(shù) B=fir1(N,ws,39。動(dòng)態(tài)展示線性卷積的重疊相加法可以用流程圖來說明： 第三章 MATLAB程序?qū)崿F(xiàn) 程序主體介紹此程序界面也是采用GUI，不過是采用圖形用戶界面開發(fā)環(huán)境。該系統(tǒng)的關(guān)鍵部分是濾波器的設(shè)計(jì)部分，按照雙線性變換法設(shè)計(jì)濾波器的步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)即可。具體來說，通過本次課程設(shè)計(jì)，我掌握了MATLAB的基本運(yùn)用，尤其是其中GUI可視化圖形用戶界面的設(shè)計(jì)，包括函數(shù)調(diào)用與在圖形用戶界面開發(fā)環(huán)境下的調(diào)用。一加一不是等于二那么簡(jiǎn)單的，相互交流才是進(jìn)步的最好方式。, gui_Singleton,...39。, [])。function varargout = df_OutputF(hObject, eventdata, handles)varargout{1} = 。,get(0,39。elseset(hObject,39。white39。BackgroundColor39。))。,get(0,39。String39。T=str2num(get(,39。set(,39。)。ylabel(39。)。ylabel(39。elseset(hObject,39。white39。BackgroundColor39。))。,get(0,39。))。String39。s39。plot(w/pi,abs(H))。ylabel(39。xlabel(39。n1=[0:length(yn)1]/length(yn)*fre。xlabel(39。n1=[0:length(yn)1]/length(yn)*fre。xlabel(39。function edit10_Callback(hObject, eventdata, handles)function edit10_CreateF(hObject, eventdata, handles)if ispcset(hObject,39。defaultUicontrolBackgroundColor39。BackgroundColor39。String39。wp=2*fp/fre*pi。yn=20*log10(yn)。w/π39。n1=[0:length(yn)1]/length(yn)*2。ylabel(39。stem(n1,yn,39。)。stem(n1,yn,39。)。)。String39。hn=fir1(N1,wc,bartlett(N))。)。axes()。w/π39。n1=[0:length(yn)1]/length(yn)*fre。xlabel(39。n1=[0:length(yn)1]/length(yn)*fre。xlabel(39。function pushbutton7_Callback(hObject, eventdata, handles)xn=get(,39。))。wc=(wp+ws)/2/pi。,hanning(N))。)。axes()。w/π39。n1=[0:length(yn)1]/length(yn)*fre。xlabel(39。n1=[0:length(yn)1]/length(yn)*fre。xlabel(39。function pushbutton8_Callback(hObject, eventdata, handles)xn=get(,39。))。wc=(wp+ws)/2/pi。,hamming(N))。)。axes()。w/π39。n1=[0:length(yn)1]/length(yn)*fre。xlabel(39。n1=[0:length(yn)1]/length(yn)*fre。xlabel(39。%Executes during object creation, after setting all axes12_CreateF(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to axes12(see GCBO)% eventdata reservedhandles not created until after all CreateFs called% Hint: place code in OpeningF to populate axes12%Executes on mouse press over axes axes12_ButtonDownF(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to axes12(see GCBO)% eventdata reservedto be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data(see GUIDATA)% Hints: get(hObject,39。), get(0,39。on39。237。（有可能會(huì)讓畫出卷積過程或結(jié)果）循環(huán)卷積過程為：最后結(jié)果為：3.（見課本）課本線性卷積（有可能會(huì)讓畫出卷積過程或結(jié)果）以下為PPT上的相關(guān)題目：：重疊相加法和重疊保留法（一定會(huì)考一種）重疊相加法解題基本步驟:將長(zhǎng)序列均勻分段，每段長(zhǎng)度為M；基于DFT快速卷積法，通過循環(huán)卷積求每一段的線性卷積；依次將相鄰兩段的卷積的N1個(gè)重疊點(diǎn)相加，得到最終的卷積結(jié)果。將H(z)的分子和分母進(jìn)行因式分解，得到(az1)(bz1)H(z)==H1(z)H2(z)11(1az)(1bz)按照上式可以有兩種級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu):①z1aH1(z)=1az1畫出級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)如題3解圖（二）(a)所示z1bH2(z)=1bz11zaH1(z)=11bz畫出級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)如題3解圖（二）(b)所示 1zbH2(z)=11az四．設(shè)計(jì)模擬濾波器（考試時(shí)不能編代碼）一般步驟：根據(jù)Ap、As、Ωs、Ωp，確定濾波器階次N和截止頻率Ωc。50pt30p/180)+(2180。%臨界頻率采用角頻率表示 Ws=(fs/Fs)*2*pi。)。% 臨界頻率采用角頻率表示 Ws=(fs/Fs)*2*pi。)。Rs=25。% 通帶截止頻率 fs1=40。Ws2=(fs2/Fs)*2*pi。% 阻帶截止頻率Rp=1。)。s39。% 阻帶截止頻率 Rp=1。)。% 通帶截止頻率 fs1=110。Ws2=(fs2/Fs)*2*pi。[b,a]=butter(2*n,Wc,39。% 阻帶截止頻率 Rp=1。(2):雙線性變換法OmegaP=2*Fs*tan(Wp/2)。s39?？屏_拉多大學(xué)全球分校最初采用“慕課”大班教學(xué)，經(jīng)過調(diào)研，對(duì)學(xué)生的需求進(jìn)行分析，最終也將所有課程都改成采用“微課”的在線授課模式。 教學(xué)內(nèi)容的改革數(shù)字信號(hào)處理課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)可分為變換域和數(shù)字濾波器兩部分。 實(shí)踐教學(xué)的改革部分獨(dú)立學(xué)院目前已經(jīng)開展了數(shù)字信號(hào)處理的軟件實(shí)驗(yàn)課程，即基于Matlab軟件，通過編程實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的仿真，可一定程度上加深學(xué)生對(duì)信號(hào)時(shí)域頻域的形象理解，可提高學(xué)生的編程能力，但畢竟Matlab軟件實(shí)驗(yàn)只是做信號(hào)建模及仿真，所以很多學(xué)生仍然存在“學(xué)了這門課，卻不知道怎么在實(shí)際中應(yīng)用”的疑問，因此，增加DSP硬件實(shí)驗(yàn)是必要的。 DF線性相位的概念，即線性相位對(duì)h(n)、H(w)及零點(diǎn)的約束，了解四種FIR DF的頻響特點(diǎn)。dT(t)=頻域描述：利用傅氏變換的性質(zhì)，時(shí)域相乘頻域卷積，若n=165。?Xa(jW)=229。a239。%抽樣頻率 time=3。x=wavrecord(time*Fs,Fs,39。)。%采樣間隔 n1=1:N/2。%加標(biāo)題 ylabel(39。%原始信號(hào)的頻譜圖 title(39。)。C:39。)。Fs=22050。[N,wc]=buttord(wap,was,rp,rs,39。[h,w]=freqz(Bz,Az,512,Fs1*22050)。ylabel(39。rp=1。10[N,wc]=buttord(wap,was,rp,rs,39。[Bz,Az]=bilinear(B,A,Fs1)。頻率（HZ）39。fs=[1000,3200]。wap=2*tan(wp/2)。[Bz,Az]=bilinear(B,A,Fs1)。頻率（HZ）39。)。plot(x)。%加網(wǎng)格y0=fft(x)。)。%加網(wǎng)格3．1低通濾波器濾波 fs=8000。band39。%信號(hào)的時(shí)域波形title(39。)。幅值/A39。beta=。,kaiser(n+2,beta))。ylabel(39。)。)。%加網(wǎng)格wavplay(ys,8000)。wn1=(ws1+wc1)/2。ys1= fftfilt(h,x)。subplot(4,2,6)。wn=[wn1 wn2]。beta=。幅值/A39。%網(wǎng)格fftwave=fft(ys)。)。ys=fftfilt(h,x)。wc=2*4800/fs。%顯示標(biāo)表示的意義title(39。%網(wǎng)格subplot(4,2,4)。)。[h1,w]=freqz(h)。wc=2*pi*1000/fs。幅值 39。plot(f,abs(y0(n1)))。原始信號(hào)的時(shí)域波形39。%播放原始信號(hào) N=length(x)。ylabel(39。[h,w]=freqz(Bz,Az,512,Fs1*1000)。[N,wc]=buttord(wap,was,rp,rs,39。rp=1。ylabel(39。[h,w]=freqz(Bz,Az,512,Fs1*22050)。)。wp=2*pi*fp/Fs。)。title(39。)。rs=100。振幅39。%從4000點(diǎn)截取到24000結(jié)束 plot(x)。原始信號(hào)的頻譜圖39。)。)。%頻帶寬度 figure(2)。%暫停命令wavplay(x,Fs)。)。按Enter鍵錄音%ds39。0WWs/2W179。Xa(jWjkWs)Tk=165。d(tnT)165。連續(xù)信號(hào)經(jīng)理想抽樣后時(shí)域、頻域發(fā)生的變化（理想抽樣信號(hào)與連續(xù)信號(hào)頻譜之間的關(guān)系）理想抽樣信號(hào)能否代表原始信號(hào)、如何不失真地還原信號(hào)即由離散信號(hào)恢復(fù)連續(xù)信號(hào)的條件（抽樣定理）理想采樣過程描述： 時(shí)域描述：?a(t)=xa(t)dT(t)=229。所以針對(duì)此問題，可先進(jìn)行探索性實(shí)驗(yàn)，即通過收集整理其他院校的DSP硬件實(shí)現(xiàn)演示視頻，使學(xué)生對(duì)理論的仿真到實(shí)際的硬件實(shí)現(xiàn)有一個(gè)形象全面的了解，比如較抽象的知識(shí)點(diǎn)像卷積運(yùn)算、FIR/IIR數(shù)字濾波器以及快速傅里葉變換FFT的DSP實(shí)現(xiàn)，通過實(shí)驗(yàn)課使學(xué)生把抽象的知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。關(guān)于時(shí)域與變換域之間的關(guān)系、波形變化以及濾波器的原理等抽象的內(nèi)容，設(shè)計(jì)原理的講解可以精簡(jiǎn)，而應(yīng)側(cè)重如何通過Matlab實(shí)現(xiàn)具體濾波器的設(shè)計(jì)，另外，在課堂中增加數(shù)字信號(hào)應(yīng)用實(shí)例的MALTAB程序講解，演示仿真波