【正文】 （ 26） 式中， A 為幅度， ? 稱為數(shù)字域頻率， ? 為初相（單位為弧度）。 矩形序列 ? ?NRn ? ? 1, 0 10,N nNRn ? ? ??? ?? 其 它 （ 23） N表示矩形序列的長度。 單位取樣序列 ()n? ? ? 1, 00, 0nn n? ??? ? ?? （ 21） 注意 ()n? 與 ()t? 之見的區(qū)別， ()n? 是一個確定的物理量，而 ()t? 不是確定的物理量，而是一種數(shù)學抽象。離散時間信號有一些典型常用的基本序列，即單位取樣序列 ()n? 、單位階躍序列 ()un 、矩形序列、實指數(shù)序列、復指數(shù)序列、正弦型序列。 4 第 2 章 基本理論 離散時間信號和離散時間系統(tǒng) 離散時間信號和離散時間系統(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；其次包括離散時間信號的傅里葉變換（ DTFT）和系統(tǒng)的頻率響應的概念，及離散時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。 在設計一個圖形用戶界面時，只需在 GUI 設計窗口左邊的控件工具欄中選擇一個 所需要的對象，以拖拽的方式在對象設計區(qū)生成該對象，其對象的創(chuàng)建方式方便、簡單。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（ AXES）等。 MATLAB 將所有 GUl 支持的用戶控件都集成在這個 MATLAB 將所有圖形用戶界面（ Graphical User Interface，簡稱 GUI）支持的用戶控件都集成在 GUIDE 工具箱中，并提供界面外觀、屬性和行為響 應方式的設置方法。 MATLAB GUI 的簡介及特點 MATLAB 是美國 MathWorks 公司出品的商業(yè) 數(shù)學軟件 ，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術計算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB 和 Simulink 兩大部分。 3 第 1 章 設計內容與要求 本設計任務是利用 MATLAB 的圖形用戶界面設計向導 GUIDE 工具箱 建立一個與本科數(shù)字信號處理理論教學相配套的實驗教學仿真平臺。 該實驗軟件包是由一系列形象的圖形用戶界面組成，每個界面以坐標窗口、彈出框、按鍵、動態(tài)文本框等為基本部分，構建了較為完善和友好的人機交互方式，使用便捷。隨著對仿真和程序設計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。 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)值計算的高級技術計算語言和交互式環(huán)境 。信號是信息的載體，系統(tǒng)是信息處理的手段。 1 摘要 隨著信息技術的不斷發(fā)展，數(shù)字信號處理已成為一個極其重要的學科和技術領域，在通信、語音、圖像、遙感、生物工程等眾多領域得到了廣泛的應用。數(shù)字信號處理的核心內容主要是信號的獲取、傳輸和處理、識別及綜合等。因此，為了更好的研究信號和系統(tǒng)的基本理論與方法，使同學們更好地理解和掌握數(shù)字信號處理的理論知識，在實驗過程中，借助 MATLAB 這個平臺來進行輔助設計。作為強大的科學計 算平臺，它幾乎滿足所有的計算要求。 MATLAB 的 GUID 是專門用于圖形用戶界面的快速開發(fā)環(huán)境， 本設計利用MATLAB 的 GUIDE 工具箱 制作了一套輔助“數(shù)字信號處理”課程教學的實驗軟件包。 關鍵詞 數(shù)字信號處理； GUI；教學實驗；離散傅里葉 變換；數(shù)字濾波器 2 目 錄 摘要 ................................................................................................................................................. 1 第 1 章 ........................................................................................................................................... 3 設計內容與要求 ............................................................................................................ 3 MATLAB GUI 的簡介 與特點 .............................................................................................. 4 第 2 章 基本理論 ........................................................................................................................... 4 離散時間信號和離散時間系統(tǒng) ................................................................................ 4 離散傅里葉變換及其快速算法 ................................................................................ 5 數(shù)字濾波器的原理和設計 ........................................................................................ 6 雙音多頻信號檢測和語音濾波 ................................................................................ 7 第 3 章 系統(tǒng) GUI 界面設計與實現(xiàn) .............................................................................................. 8 概述 ................................................................................................................................... 8 創(chuàng)建 GUI.................................................................................................................. 8 寫回調函數(shù) CallBack .......................................................................................... 10 句柄圖形之間 的層次關系 ....................................................................................11 獲取與設置對象屬性 ............................................................................................11 用戶登錄界面的設計與實現(xiàn) ..........................................................................................11 離散時間信號與離散時間系統(tǒng)的 GUI 界 面的設計與實現(xiàn) ........................................ 13 離散時間信號的設計與實現(xiàn) ............................................................................... 14 線性卷積的設計與實現(xiàn) ....................................................................................... 16 離散時間系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) ............................................................................... 17 離散時間信號傅里葉變換及系統(tǒng)頻率響應的設計與實現(xiàn) ............................... 19 信號取樣的設計與實現(xiàn) ....................................................................................... 21 Z 的正反變換及系統(tǒng)函數(shù)的設計與實現(xiàn) ........................................................... 23 離散傅里葉變換及其快速算法的 GUI 界面的設計與實現(xiàn) ........................................ 24 離散傅里葉級數(shù) (DFS)的設計與實現(xiàn) ................................................................. 24 離散傅里葉變換 (DFT)的設計與實現(xiàn) ................................................................ 26 循環(huán)卷積的設計與實現(xiàn) ....................................................................................... 28 快速傅里葉變換（ FFT） ..................................................................................... 30 信號譜分析的設計與實現(xiàn) ................................................................................... 31 數(shù)字濾波器的 GUI 界面的設計與實現(xiàn) ........................................................................ 32 巴特沃斯低通濾波器的設計與實現(xiàn) ................................................................... 33 切比雪夫 I 型低通濾波器的設計與實現(xiàn) ........................................................... 34 窗函數(shù)法設計 FIR 低通濾波器的設計與分析 .................................................. 35 頻率取樣法設計 FIR 低通濾波器的設計與實現(xiàn) .............................................. 40 雙音多頻信號檢測及語音濾波實驗的 GUI 界面的設計與實現(xiàn) ................................ 41 雙音多頻 (DTMF)信號檢測的設計與實現(xiàn) ......................................................... 41 語音濾波實驗的設計與實現(xiàn) ................................................................................ 46 第 4 章 設計 總結 和心得 ............................................................................................................. 47 設計總結 ........................................................................................................................ 48 設計心得 ......