数字信号处理课程综合设计(一)
数字信号处理课程设计报告
数字信号处理课程设计实验报告一、课程设计内容要求1、课程设计题目设计并实现一个流程如图所示的信号处理演示系统，该系统包含信号发生器、频谱分析、滤波器设计、数字滤波和输出信号分析5个主要模块，各模块的具体功能要求如下：1)信号发生器根据信号类型不同可分为两大类：（1）静态型：直接输入测试信号系列。
（2）动态型：输入如下式所示的由多个不同频率正弦信号叠加组合而成的模拟信号公式，指定采样频率和采样点数，动态生成该信号的采样序列，作为测试信号。
100sin（2pif1t）+100sin(2pif2t)+…+100sin(2pifnt)2)频谱分析是用FFT对产生的测试信号进行频域变换，展示其幅频、相频特性，指定需要滤出或保留的频带，通过选择滤波器类型（IIR或FIR），确定对应的滤波器技术指标（低通、高通、带通、带阻）。
3)滤波器设计根据IIR/FIR数字滤波器技术指标设计滤波器，生成相应的滤波器系数，并展示对应的滤波器幅频、相频特性。
(1)IIR DF设计：使用双线性变换法，可选择滤波器类型（巴特沃斯/切比雪夫型）；(2)FIR DF 设计：使用窗口法，可选择窗口类型。
4)数字滤波根据设计的滤波器系数，对测试信号进行滤波，得到滤波后信号。
（1） IIR DF：要求通过差分方程迭代实现滤波，未知初值置0处理；（2） FIR DF：要求通过快速卷积实现滤波，可以选择使用重叠相加或重叠保留法进行卷积运算，并动态展示卷积运算的详细过程。
5)输出信号分析展示滤波后信号的幅频和相频特性，分析是否满足滤波要求。
对同一滤波要求，根据输出信号频谱，对比分析各类滤波器的差异。
2、设计题目要求使用MATLAB编程实现上述信号处理演示系统，具体要求如下：（1）系统应使用图形用户界面（GUI）；（2）系统功能至少包括非语音信号的低通和高通滤波；（3）滤波器设计模块应避免使用MATLAB工具箱函数；（4）IIR DF设计必须可选基于巴特沃斯或切比雪夫1型；（5）FIR DF设计必须可选择各类窗口，且FIR滤波可选长序列卷积方法。
数字信号处理实验报告
数字信号处理实验报告⼀、课程设计(综合实验)的⽬的与要求⽬的与要求：1．掌握《数字信号处理基础》课程的基本理论； 2．掌握应⽤MATLAB 进⾏数字信号处理的程序设计；实验内容：已知低通数字滤波器的性能指标如下：0.26p ωπ=，0.75dB p R =，0.41s ωπ=，50dB s A =要求：1. 选择合适的窗函数，设计满⾜上述指标的数字线性相位FIR 低通滤波器。
⽤⼀个图形窗⼝，包括四个⼦图，分析显⽰滤波器的单位冲激响应、相频响应、幅频响应和以dB 为纵坐标的幅频响应曲线。
2. ⽤双线性变换法，设计满⾜上述指标的数字Chebyshev I 型低通滤波器。
⽤⼀个图形窗⼝，包括三个⼦图，分析显⽰滤波器的幅频响应、以dB 为纵坐标的幅频响应和相频响应。
3. 已知模拟信号1234()2sin(2)5sin(2)8cos(2)7.5cos(2)x t f t f t f t f t ππππ=+++其中10.12f kHz =，2 4.98f kHz =，3 3.25f kHz =，4 1.15f kHz =，取采样频率10s f kHz =。
要求：(1) 以10s f kHz =对()x t 进⾏取样，得到()x n 。
⽤⼀个图形窗⼝，包括两个⼦图，分别显⽰()x t 以及()x n (0511n ≤≤)的波形；(2) ⽤FFT 对()x n 进⾏谱分析，要求频率分辨率不超过5Hz 。
求出⼀个记录长度中的最少点数x N ，并⽤⼀个图形窗⼝，包括两个⼦图，分别显⽰()x n 以及()X k 的幅值； (3) ⽤要求1中设计的线性相位低通数字滤波器对()x n 进⾏滤波，求出滤波器的输出1()y n ，并⽤FFT 对1()y n 进⾏谱分析，要求频率分辨率不超过5Hz 。
求出⼀个记录长度中的最少点数1y N ，并⽤⼀个图形窗⼝，包括四个⼦图，分别显⽰()x n （01x n N ≤≤-）、()X k 、1()y n （101y n N ≤≤-）和1()Y k 的幅值；(4) ⽤要求2中设计的Chebyshev 低通数字滤波器对()x n 进⾏滤波，求出滤波器的输出2()y n ，并⽤FFT 对2()y n 进⾏谱分析，要求频率分辨率不超过5Hz 。
《数字信号处理》教案
《数字信号处理》教案第一章：绪论1.1 课程介绍理解数字信号处理的基本概念了解数字信号处理的发展历程明确数字信号处理的应用领域1.2 信号的概念与分类定义信号、模拟信号和数字信号掌握信号的分类和特点理解信号的采样与量化过程1.3 数字信号处理的基本算法掌握离散傅里叶变换（DFT）了解快速傅里叶变换（FFT）学习Z变换及其应用第二章：离散时间信号与系统2.1 离散时间信号理解离散时间信号的定义熟悉离散时间信号的表示方法掌握离散时间信号的运算2.2 离散时间系统定义离散时间系统及其特性学习线性时不变（LTI）系统的性质了解离散时间系统的响应2.3 离散时间系统的性质掌握系统的稳定性、因果性和线性学习时域和频域特性分析方法第三章：离散傅里叶变换3.1 离散傅里叶变换（DFT）推导DFT的数学表达式理解DFT的性质和特点熟悉DFT的应用领域3.2 快速傅里叶变换（FFT）介绍FFT的基本概念掌握FFT的计算步骤学习FFT的应用实例3.3 离散傅里叶变换的局限性探讨DFT在处理非周期信号时的局限性了解基于DFT的信号处理方法第四章：数字滤波器设计4.1 滤波器的基本概念理解滤波器的定义和分类熟悉滤波器的特性指标学习滤波器的设计方法4.2 数字滤波器的设计方法掌握常见数字滤波器的设计算法学习IIR和FIR滤波器的区别与联系了解自适应滤波器的设计方法4.3 数字滤波器的应用探讨数字滤波器在信号处理领域的应用学习滤波器在通信、语音处理等领域的应用实例第五章：数字信号处理实现5.1 数字信号处理器（DSP）概述了解DSP的定义和发展历程熟悉DSP的特点和应用领域5.2 常用DSP芯片介绍学习TMS320系列DSP芯片的结构和性能了解其他常用DSP芯片的特点和应用5.3 DSP编程与实现掌握DSP编程的基本方法学习DSP算法实现和优化技巧探讨DSP在实际应用中的问题与解决方案第六章：数字信号处理的应用领域6.1 通信系统中的应用理解数字信号处理在通信系统中的重要性学习调制解调、信道编码和解码等通信技术探讨数字信号处理在无线通信和光通信中的应用6.2 音频信号处理熟悉音频信号处理的基本概念和算法学习音频压缩、回声消除和噪声抑制等技术了解数字信号处理在音乐合成和音频效果处理中的应用6.3 图像处理与视频压缩掌握数字图像处理的基本原理和方法学习图像滤波、边缘检测和图像压缩等技术探讨数字信号处理在视频处理和多媒体通信中的应用第七章：数字信号处理工具与软件7.1 MATLAB在数字信号处理中的应用学习MATLAB的基本操作和编程方法熟悉MATLAB中的信号处理工具箱和函数掌握利用MATLAB进行数字信号处理实验和分析的方法7.2 其他数字信号处理工具和软件了解常用的数字信号处理工具和软件，如Python、Octave等学习这些工具和软件的特点和应用实例探讨数字信号处理工具和软件的选择与使用第八章：数字信号处理实验与实践8.1 数字信号处理实验概述明确实验目的和要求学习实验原理和方法掌握实验数据的采集和处理8.2 常用数字信号处理实验完成离散信号与系统、离散傅里叶变换、数字滤波器设计等实验8.3 数字信号处理实验设备与工具熟悉实验设备的结构和操作方法学习实验工具的使用技巧和安全注意事项第九章：数字信号处理的发展趋势9.1 与数字信号处理探讨技术在数字信号处理中的应用学习深度学习、神经网络等算法在信号处理领域的应用实例9.2 物联网与数字信号处理理解物联网技术与数字信号处理的关系学习数字信号处理在物联网中的应用，如传感器信号处理、无线通信等9.3 边缘计算与数字信号处理了解边缘计算的概念和应用场景探讨数字信号处理在边缘计算中的作用和挑战10.1 课程回顾梳理本门课程的主要内容和知识点10.2 数字信号处理在未来的发展展望数字信号处理技术在各个领域的应用前景探讨数字信号处理技术的发展趋势和挑战10.3 课程考核与评价明确课程考核方式和评价标准鼓励学生积极参与课堂讨论和实践活动，提高综合素质重点和难点解析重点一：信号的概念与分类信号的定义和分类是理解数字信号处理的基础，需要重点关注。
dsp综合设计课程设计报告
dsp综合设计课程设计报告一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握DSP（数字信号处理器）综合设计的基本理论和实践技能。
通过本课程的学习，学生应能够：1.知识目标：理解DSP的基本概念、原理和应用；熟悉DSP芯片的内部结构和编程方法；掌握DSP算法的设计和实现。
2.技能目标：能够使用DSP芯片进行数字信号处理的设计和实现；具备DSP程序的编写和调试能力；能够进行DSP系统的故障诊断和优化。
3.情感态度价值观目标：培养学生对DSP技术的兴趣和热情，提高学生的问题解决能力和创新意识，使学生认识到DSP技术在现代社会中的重要性和应用价值。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括DSP的基本理论、DSP芯片的内部结构和工作原理、DSP程序的设计和调试方法、DSP应用系统的设计和实现等。
具体包括以下几个部分：1.DSP的基本概念和原理：数字信号处理的基本概念、算法和特点；DSP芯片的分类和特点。
2.DSP芯片的内部结构：了解DSP芯片的内部结构和工作原理，包括CPU、内存、接口、外设等部分。
3.DSP程序的设计和调试：学习DSP程序的设计方法，包括算法描述、程序编写和调试技巧。
4.DSP应用系统的设计和实现：掌握DSP应用系统的设计方法，包括系统架构、硬件选型、软件开发和系统测试等。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用多种教学方法，包括讲授法、案例分析法、实验法等。
具体方法如下：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握DSP的基本理论和原理，引导学生理解DSP技术的核心概念。
2.案例分析法：通过分析具体的DSP应用案例，使学生了解DSP技术的实际应用，培养学生的实际操作能力。
3.实验法：通过实验操作，使学生熟悉DSP芯片的使用方法和编程技巧，提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择一本合适的教材，作为学生学习的基础资料，提供系统的DSP知识。
数字信号处理综合实验
通信与信息工程学院数字信号处理课程设计班级：电子信息工程13级03班姓名：学号：指导教师：张释如、李国民、张龙妹、王瑜设计时间：2015.12.28 --- 2016.1.8成绩：评语：通信与信息工程学院二〇一五年数字信号处理课程设计报告一、课程设计时间2015年12月28日至2016年1月8日二、课程设计目的数字信号处理主要研究如何对信号进行分析、变换、综合、估计与识别等加工处理的基本理论和方法。
通过课程设计，使学生巩固所学基本理论，掌握最基本的数字信号处理的理论和方法，提高综合运用所学知识，提高计算机编程的能力。
进一步加强学生独立分析问题、解决问题的能力、综合设计及创新能力的培养，同时注意培养学生实事求是、严肃认真的科学作风和良好的实验习惯，为今后的工作打下良好的基础。
三、课程设计任务及要求1、掌握数字信号处理IIR滤波器设计及FIR滤波器设计原理和实现，能根据不同的应用设计合理的滤波器；2、掌握多频率采样的原理，并能分析其频谱特性；3、了解语音信号处理的原理，并能根据实际情况设计合理的滤波器进行除燥处理；3、编程实现以下实验内容：（1）数字信号的基本运算（2）多采样率数字信号处理（3）数字滤波器的设计及仿真（4）语音信号滤波处理。
一、数字信号的基本运算一、实验目的：(1) 掌握数字信号的时间翻转、上采样、下采样等基本运算；(2) 学会用MATLAB对数字信号进行时间翻转、上采样、下采样等运算；二、设计内容：(1) 利用Windows下的录音机以采样频率8000Hz录制语音“新年好”和“好”，在Matlab 软件平台下，利用wavread函数得到两个语音数据（信号长度不够时信号补零使其长度为8000）；(2) 对采样得到的语音数据x(k)分别进行处理模仿回音效果，演示回声的效果，数据处理如下式：x(k)=x(k)+a*x(k-d)其中d为时延，a为时延信号的衰减幅度。
(参数：时延d=0.4秒，衰减幅度a=0.5 对上述语音信号进行时间反转x(-k)、上采样x(k/2)、下采样x(2k)操作，并演示运算效果。
数字信号处理课程设计
数字信号处理课程设计
一、概述
本次信号处理课程设计主要对常见的数字信号处理算法进行实现。
主要内容包括数字信号滤波器、傅立叶变换和数字信号检测算法。
通过实验，学生将学习主要处理手段；同时了解数字信号处理的基本原理和应用。
二、主要内容
（1）数字信号滤波器：实现简单的数字滤波器，同时计算滤波器的频率响应；
（2）傅立叶变换：实现常用的傅立叶变换，并利用变换后的信号图像进行频率分析；
（3）数字信号检测算法：实现基本的一阶和二阶差分算法，并利用此算法进行实时信号检测；
三、实验步骤
（1）准备实验材料：将数字信号的原始信号数据以文件的形式存储，使用MATLAB等软件进行处理；
（2）实现数字滤波器：实现一阶以及多阶低通、高通和带通滤波器，
并计算响应的频谱；
（3）实现傅立叶变换：实现Fourier变换后的信号图像处理，如二维DFT等；
（4）实现数字信号检测算法：实现一阶和二阶差分算法，并利用此算法进行实时信号检测；
（5）数字信号处理综合应用实验：针对实际的数字信号，分析信号的特征，并基于实验结果进行信号处理算法的比较。
四、实验结果
完成本次实验后，可以实现对不同数字信号的处理，掌握其中滤波器、傅立叶变换等数字信号处理理论，并掌握常规的算法，学会运用算法实现实际信号处理工程。
(完整word版)数字信号处理课程设计
目录第1章需求分析----------------------------------------------------- 3 1.1设计题目------------------------------------------------------------------ 3 1.2设计要求------------------------------------------------------------------ 3 1.3系统功能分析-------------------------------------------------------------- 3第2章原理分析和设计-------------------------------------------- 4 2.1理论分析和计算------------------------------------------------------------ 4第3章详细设计----------------------------------------------------- 5 3.1算法设计思路-------------------------------------------------------------- 5 3.2对应的详细程序清单及程序注释说明------------------------------------------ 6第4章调试分析过程描述---------------------------------------- 10 4.1测试数据、测试输出结果--------------------------------------------------- 10 4.2程序调试过程中存在的问题以及对问题的思考--------------------------------- 13第5章总结-------------------------------------------------------- 15第1章需求分析1.1设计题目在Matlab 环境中，利用编程方法对FDMA通信模型进行仿真研究1.2设计要求1.2.1 Matlab支持麦克风，可直接进行声音的录制，要求至少获取3路语音信号。
《数字信号处理》课程思政优秀教学案例(一等奖)
《数字信号处理》课程思政优秀教学案例(一等奖)《数字信号处理》课程思政优秀教学案例（一等奖）一、前言在高等教育中，课程思政建设是实现立德树人根本任务的关键环节。
本次教学案例旨在通过在《数字信号处理》课程中融入思想政治教育元素，探索专业知识传授与学生价值观塑造相结合的有效途径，进而提升课程的教育教学质量，培养德才兼备的社会主义现代化建设者和接班人。
二、教学背景《数字信号处理》是电子工程、通信工程及其相关专业的一门核心专业课程，具有理论性强、技术更新快、应用范围广的特点。
在以往的教学过程中，我们发现学生往往重视技术知识的掌握，而忽视了在研究和应用这些知识时应秉持的正确态度和价值观。
针对这一情况，我们提出了将思政教育融入《数字信号处理》课程的教学改革方案，通过精选教学内容、创学方法、构建多元化的教学评价体系等措施，实现知识传授与价值引领的有机结合。
三、教学内容与方法1. 精选教学内容在教学内容的选取上，我们注重将社会主义核心价值观融入专业知识教学之中。
例如，在介绍数字信号处理技术时，强调技术的创新性和实用性，鼓励学生关注国家科技进步和产业升级，增强学生的国家使命感和社会责任感。
2. 创学方法我们采用案例教学法、翻转课堂等教学模式，引导学生主动探究，培养学生的创新思维和团队合作能力。
例如，在讲解信号处理算法时，引入国产芯片的设计与优化案例，让学生了解和体会到自主创新的重要性，激发学生的爱国热情和科技创新精神。
3. 构建多元化的教学评价体系评价体系不仅包括对学生专业技能的考核，还增加了对学生道德品质、社会责任感等方面的评价。
例如，通过团队项目、课堂讨论等方式，评估学生在团队协作中的表现以及对国家和社会发展的关注程度。
四、教学成效通过实施该教学改革方案，学生不仅掌握了数字信号处理的专业知识，而且在思想道德素养方面也有了显著提升。
课程教学受到了学生的高度评价，教师团队也获得了良好的教学反馈。
五、总结本次《数字信号处理》课程思政优秀教学案例的实践证明，将思想政治教育与专业知识教学相结合是提高高等教育质量的有效途径。
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课程： _____数 字 信 号 处 理______________ 题目：__数字信号处理课程综合设计（一）
城南学院
院 ___电子信息工程___专业
班
任务起止日期：_2016__年_1_月_4_日至_2016_年 1_月_8_日
学 生 姓 名 指 导 教 师__王 创 新_ _
② 分别演示(不少于 4 个中间图示)2 序列进行线性卷积 x1(n)﹡x2(n)和圆周卷积 x1(n)⊙x2 (n)的
过程；要求分别演示翻转、移位、乘积、求和的过程； ③ ④ ⑤ 圆周卷积默认使用 2 序列中的最大长度，但卷积前可以指定卷积长度 N 用以进行混叠分析； 根据实验结果分析 2 类卷积的关系。 产生时域序列 x1(n)、x2(n)，长度不小于 32，序列内容自定义。利用 FFT 实现快速卷积，验证时 域卷积定理，并与直接卷积进行效率对比（验证时采用 matlab 子函数） 。
三、设计思考
1．双线性变换法中 Ω 和 ω 之间的关系是非线性的，在设计中你注意到这种非线性 关系了吗？从哪几种数字滤波器的幅频特性曲线中可以观察到这种非线性关系？ 2．能否利用公式完成脉冲响应不变法的数字滤波器设计？为什么？
四、设计要求：
1. 2. 3. 4. 5. 6. 掌握数字信号处理的基本概念，基本理论和基本方法。 熟悉离散信号和系统的时域特性。 掌握序列快速傅里叶变换方法。 学会 MATLAB 的使用，掌握 MATLAB 的程序设计方法。 掌握利用 MATLAB 对语音信号进行频谱分析。 掌握滤波器的网络结构。
y=wavread(file,N)，读取前 N 点的采样值放在向量 y 中。 y=wavread(file,[N1,N2])，读取从 N1 点到 N2 点的采样值放在向量 y 中。 2．语音信号的频谱分析 要求首先画出语音信号的时域波形； 然后对语音信号进行频谱分析， 在 MATLAB 中， 可以利用函数 fft 对信号进行快速付立叶变换，得到信号的频谱特性；从而加深对频谱特 性的理解。 3．设计数字滤波器和画出频率响应 根据语音信号的特点给出有关滤波器的性能指标, 如：1）低通滤波器性能指标， fp=1000Hz，fc=1200 Hz， As=100dB，Ap=1dB；2）高通滤波器性能指标，fc=2800 Hz， fp=3000 Hz，As=100dB，Ap=1dB；3）带通滤波器性能指标，fp1=1200 Hz，fp2=3000 Hz， fc1=1000 Hz，fc2=3200 Hz，As=100dB，Ap=1dB。6.回放语音信号。 4.回放语音信号 在 Matlab 中,函数 sound 可以对声音进行回放。其调用格式：sound(x,fs,bits);可以感 觉滤波前后的声音有变化。
7. 掌握 MATLAB 设计 IIR 数字滤波器的方法和对信号进行滤波的方法。
三、考核方式 课程考核分三部分，一部分是上机率，占 20%；第二部分是检查成绩，最 后两次上机为检查时间，占 50%；第三部分为课程设计报告，占 30%。
课题完成后应提交的文件和图表（或设计图纸） ：
1、 课程设计的任务书 2、 课程设计报告 （1） 本课程设计目的 （2） 设计的详细原理 （3） 设计的步骤和过程 （4） 设计程序的调试和运行结果 （5） 课程设计的思考与体会 （6） 参考文献 3、 附录 MATLAB 程序代码；
同组设计者： 注：1、此任务书应由指导教师填写。 2、此任务书必须在课程设计开始前下达给学生。 学生送交成果日期 学 生 签 名
(2) 滤波设计及其应用
① ② ③ ④ ⑤ 利用 Windows 下的录音机或其他软件，进行语音信号的采集（*.wav） ； 语音信号的频谱分析，画出采样后语音信号的时域波形和频谱图； 产生噪声信号并加到语音信号中，得到被污染的语音信号，并回放语音信号； 污染信号的频谱分析，画出被污染的语音信号时域波形和频谱； 根据有关的频谱特性，采用直接法设计 IIR 模拟、数字滤波器，并画出相应滤波器 的幅频、相频图（设计 2 个 IIR 滤波器） ； a. 滤波器类型：巴特沃思滤波器（低通、高通） b． 总体要求：Matlab 原程序+仿真波形+技术指标 ⑥ 根据有关的频谱特性， 采用直接法设计 FIR 数字滤波器， 并画出相应滤波器的幅频； （设计 2 个 FIR 滤波器） a.滤波器类型：布莱克曼窗（高通、带通） b．总体要求：Matlab 原程序+仿真波形+技术指标+窗函数 ⑦ 用自己设计的滤波器分别对被不同噪声污染的信号进行滤波； ⑧ 分析得到信号的频谱，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进 行对比，分析信号的变化； ⑨ 回放语音信号。 二、设计说明 1．语音信号的采集 要求利用 windows 下的录音机（开始—程序—附件—娱乐—录音机，文件—属性— 立即转换—8000KHz，8 位，单声道）或其他软件，录制一段自己的话音，时间控制在 1 秒左右。然后在 MATLAB 软件平台下，利用函数 wavread 对语音信号进行采样，记住采 样频率和采样点数。通过 wavread 函数的使用，要求理解采样频率、采样位数等概念。 wavread 函数调用格式： y=wavread(file)，读取 file 所规定的 wav 文件，返回采样值放在向量 y 中。 [y,fs,nbits]=wavread(file)，采样值放在向量 y 中，fs 表示采样频率（Hz） ，nbits 表示 采样位数。
主要参考文献： （由指导老师选定）
（1） 《数字信号处理（第二版） 》 ，丁玉美等，西安电子科技大学出版社； （2） 《数字信号处理试验指导书》王创新、文卉编 长沙理工大学印刷（内部使用） （3） 《数字信号处理及其 MATLAB 实现》 ，陈怀琛等译，电子工业出版社； （4） 《MATLAB 及在电子信息课程中的应用》 ，陈怀琛等，电子工业出版社。 （5）.《数字信号处理》A.V.奥本海姆，R.W.谢弗著，北京：科学出版社 （6）.《数字信号处理——理论、算法与________
课题内容及要求： 一 设计内容
（1）设计一卷积演示程序：
① 可输入任意 2 待卷积序列 x1(n)、x2(n)，长度不做限定。 例如 x1(n)={1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,0,0}，x2(n)={0,1,2,1,0,0,0,1,2,1,0,0}；请采用自己的学号和生日作 为设计数据。