第一篇：中科大數(shù)字信號處理II期末大綱.精講

<<數(shù)字信號處理II>>復(fù)習(xí)提綱

有關(guān)后續(xù)課程和考試安排的通知

考試安排：

考試時間：2015-01-14（星期三）下午3：00---5：00 地點：3C122，3C123教室 答疑安排：

答疑時間：2015年01月07日（星期三）下午3：00—5：00；

2015年01月12日（星期一）下午3：00—5：00；

答疑地點：科技實驗樓西樓5樓515（會議室）

注意事項： 1）2）考試方式：閉卷

座位安排：學(xué)號為單號的同學(xué)在3C123教室，學(xué)號為雙號的同學(xué)在3C122教室；同排每人之間必須至少有一個空座位間隔。3）可帶有四則運(yùn)算和有函數(shù)運(yùn)算的計算器，但不準(zhǔn)帶其它有較強(qiáng)存儲能力的電子設(shè)備； 4）5）6）只需帶筆，不需帶紙。考試總時間為120分鐘。

考試內(nèi)容以課堂講授內(nèi)容為準(zhǔn)。主要考察對各種算法原理和方法的掌握程度。類型有問答/填空、計算題、算法原理分析題、應(yīng)用原理分析題等類型。

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第零章 緒論

主要掌握有關(guān)的基本基本概念：數(shù)字信號，數(shù)字信號處理，現(xiàn)代數(shù)字信號處理的主要內(nèi)容，DSP應(yīng)用實例與面臨的挑戰(zhàn)。第一章 自適應(yīng)濾波引言 一

線性濾波概念

理解濾波器的概念及線性濾波、最優(yōu)濾波、維納濾波、卡爾曼濾波的概念

二

維納濾波(Weiner Filtering)掌握：維納濾波問題, Weiner-Hopf方程,FIR維納濾波計算及其最小均方誤差計算方法,掌握正交原理，去相關(guān)濾波的概念, 了解最優(yōu)濾波與一般線性濾波的比較。三 卡爾曼濾波(Kalman Filtering)了解卡爾曼濾波和維納濾波的關(guān)系與區(qū)別及標(biāo)量卡爾曼濾波.四 自適應(yīng)濾波(Adaptive Filtering)掌握自適應(yīng)濾波定義,原理框圖,分類,自適應(yīng)濾波算法選用的考慮因素。

五 自適應(yīng)濾波應(yīng)用

了解自適應(yīng)濾波應(yīng)用的四種應(yīng)用類別：系統(tǒng)辨識, 自適應(yīng)逆濾波系統(tǒng),自適用噪音抵消, 自適用譜線增強(qiáng)。掌握并能理解其中的應(yīng)用原理，在實用中參考信號的獲取。

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第二章 LMS自適應(yīng)濾波 一 LMS算法

了解性能誤差曲面,從梯度算法的角度掌握LMS算法的原理,LMS算法公式,直接實現(xiàn)結(jié)構(gòu)。二 LMS算法穩(wěn)定性分析

了解均值收斂分析和均方收斂條件的意義和過程,掌握均值收斂條件和均方收斂條件、均方收斂時的最小誤差和超量誤差。三 LMS算法性能分析

掌握均值收斂和均方收斂下的時間常數(shù)計算方法, 均方收斂下的失調(diào)的計算方法,了解自適應(yīng)步長、濾波器長度、和信號特性(相關(guān)陣的特征值)對LMS算法性能的影響。四 LMS算法變形

掌握加洩放因子,符號算法歸一化LMS算法的公式和原理, 各種變形針對解決的問題.了解跟蹤誤差的概念.五 級聯(lián)型FIR梯度自適應(yīng)濾波器和IIR梯度自適應(yīng)濾波器

掌握算法原理, 不要求計算.第三章

線性預(yù)測誤差濾波

一 掌握線性預(yù)測誤差濾波的定義和性質(zhì)(與信號模型間的關(guān)系, 最小相位特性,可預(yù)測信號)二 掌握正向和反向預(yù)測誤差的概念, 正向和反向預(yù)測誤差的關(guān)系 , 反向預(yù)測誤差的性質(zhì).<<數(shù)字信號處理II>>復(fù)習(xí)提綱

三 掌握階次疊代關(guān)系----Livinson-Dubin算法.四 掌握Lattice預(yù)測誤差濾波器的結(jié)構(gòu), 反射系數(shù)的性質(zhì), Lattice法求解反射系數(shù)(Burg法).五 掌握FIR梯度自適應(yīng)預(yù)測器、Lattice梯度自適應(yīng)預(yù)測誤差濾波器的原理和計算方法, 了解IIR梯度自適應(yīng)預(yù)測器的原理.第四章 短時付里葉分析

一

理解時頻分析概念,了解付里葉變換的時頻分析特性 二

理解短時付里葉分析定義、兩種解釋、性質(zhì)、時頻分析特性 三

掌握離散短時付里葉分析反變換FBS法、OLA法

第五章 現(xiàn)代譜估計

一

掌握有關(guān)基本概念: 功率譜密度定義，功率譜估計中的問題及譜估計方法分類

二

了解傳統(tǒng)功率譜估計(非參數(shù)譜估計)方法的原理和算法,主要存在的問題和原因

三

理解最大熵譜估計原理，最大熵自相關(guān)外推原理，最大熵譜估計的解

四

理解參數(shù)模型法譜估計的步驟,三種模型及其之間的關(guān)系；AR模型譜估計的解(Yule-Walker方程), AR模型譜估計的性質(zhì)。了解MA和ARMA模型譜估計的解的方法和性質(zhì).五 白噪聲中正弦波頻率的估計 理解：白噪聲中正弦波頻率的估計問題和定義、白噪聲中正弦波序列的性質(zhì)、基于一般譜估計的方法的白

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噪聲中正弦波頻率的估計、基于最大似然法的白噪聲中正弦波頻率的估計；掌握基于特征分解（信號子空間，噪聲子空間）的白噪聲中正弦波頻率的估計原理和方法。第六章

同態(tài)信號處理

一 理解同態(tài)概念,掌握廣義疊加原理, 同態(tài)系統(tǒng)概念, 同態(tài)系統(tǒng)的規(guī)范形式

二 了解乘法同態(tài)系統(tǒng)的規(guī)范形式實現(xiàn)原理和框圖 三 掌握卷積同態(tài)系統(tǒng)規(guī)范形式實現(xiàn)原理和框圖

四 掌握復(fù)倒譜的定義與性質(zhì)和四種計算方法(按復(fù)倒譜定義計算;復(fù)對數(shù)求導(dǎo)數(shù)計算方法；最小相位序列的復(fù)倒譜的計算;遞推計算方法)第七章 最小二乘自適應(yīng)濾波

一 掌握以下概念：線性LS估計問題，正交原理，正則方程 二 理解標(biāo)準(zhǔn)RLS自適應(yīng)濾波器算法原理，存在的問題

三 掌握：最小二乘自適應(yīng)濾波器的矢量空間分析基本方法，正向預(yù)測和后向預(yù)測誤差濾波的矢量空間分析基本方法，時間更新和階次更新思路和方法；理解：最小二乘濾波器的矢量空間分析中的投影矩陣和正交投影矩陣,角參量的物理意義。了解：LS準(zhǔn)則下的預(yù)測誤差濾波器的格形結(jié)構(gòu)，最小二乘格形（LSL）自適應(yīng)算法。

五．了解快速橫向濾波（FTF）自適應(yīng)算法的算法原理，橫向濾波算子，增益濾波器的概念。(結(jié)束)

第二篇：數(shù)字信號處理課程設(shè)計

目 錄

摘要...........................................................................................................................................1 1 緒論..............................................................................................................................................2

1.1 DSP系統(tǒng)特點和設(shè)計基本原則......................................................................................2 1.2 國內(nèi)外研究動態(tài).............................................................................................................2 2系統(tǒng)設(shè)計........................................................................................................................................3 3硬件設(shè)計........................................................................................................................................5

3.1 硬件結(jié)構(gòu)...........................................................................................................................5 3.2 硬件電路設(shè)計...................................................................................................................7

3.2.1 總輸入電路...........................................................................................................7 3.2.2 總輸出電路...........................................................................................................7 3.2.3 語音輸入電路.......................................................................................................9 3.2.4 語音輸出電路.......................................................................................................9 實驗結(jié)果及分析.........................................................................................................................10 4.1 實驗結(jié)果.........................................................................................................................10 4.2 實驗分析.........................................................................................................................12 5 總結(jié)與心得體會.........................................................................................................................13 參考文獻(xiàn).........................................................................................................................................14 致謝................................................................................................................................................15

摘要

基于DSP的語音信號處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用TMS320VC5509作為主處理器，TLV320AIC23B作為音頻芯片，在此基礎(chǔ)上完成系統(tǒng)硬件平臺的搭建和軟件設(shè)計，從而實現(xiàn)對語音信號的采集、濾波和回放功能，它可作為語音信號處理的通用平臺。

語音是人類相互之間進(jìn)行交流時使用最多、最自然、最基本也是最重要的信息載體。在高度信息化的今天，語音信號處理是信息高速公路、多媒體技術(shù)、辦公自動化、現(xiàn)代通信及智能系統(tǒng)等新興領(lǐng)域應(yīng)用的核心技術(shù)之一。通常這些信號處理的過程要滿足實時且快速高效的要求，隨著DSP技術(shù)的發(fā)展，以DSP為內(nèi)核的設(shè)備越來越多，為語音信號的處理提供了良好的平臺。本文設(shè)計了一個基于TMS320VC5509定點的語音信號處理系統(tǒng)，實現(xiàn)對語音信號的采集、處理與回放等功能，為今后復(fù)雜的語音信號處理算法的研究和實時實現(xiàn)提供一個通用平臺。

關(guān)鍵詞：語音處理；DSP；TMS320VC5509;TLV320AIC23B

1 緒論

語音是人類相互間所進(jìn)行的通信的最自然和最簡潔方便的形式，語音通信是一種理想的人機(jī)通信方式。語音通信的研究涉及到人工智能、數(shù)字信號處理、微型計算機(jī)技術(shù)、語言聲學(xué)、語言學(xué)等許多領(lǐng)域，所以說語音的通信是一個多學(xué)科的綜合研究領(lǐng)域，其研究成果具有重要的學(xué)術(shù)價值。另外通過語音來傳遞信息是人類最重要的、最有效、最常用的交換信息的形式。語言是人類特有的功能，聲音是人類常用的工具，是相互傳遞信息的主要手段。同時也是眾構(gòu)成思想交流和感情溝通的最主要的途徑。

1.1 DSP系統(tǒng)特點和設(shè)計基本原則

DSP（digital signal processor）是一種獨特的微處理器，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號。再對數(shù)字信號進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實時運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬條復(fù)雜指令程序，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和高運(yùn)行速度，是最值得稱道的兩大特色。

1.2 國內(nèi)外研究動態(tài)

語音信號處理作為一個重要的研究領(lǐng)域，已經(jīng)有很長的研究歷史。但是它的快速發(fā)展可以說是從1940年前后Dudley的聲碼器和Potter等人的可見語音開始的；20世紀(jì)60年代中期形成的一系列數(shù)字信號處理的理念和技術(shù)基礎(chǔ)；到了80年代，由于矢量量化、隱馬爾可夫模型和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等相繼被應(yīng)用于語音信號處理，并經(jīng)過不斷改進(jìn)與完善，使得語音信號處理技術(shù)產(chǎn)生了突破性的進(jìn)展。一方面，對聲學(xué)語音學(xué)統(tǒng)計模型的研究逐漸深入，魯棒的語音識別、基于語音段的建模方法及隱馬爾可夫模型與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合成為研究的熱點。另一方面，為了語音識別實用化的需要，講者自適應(yīng)、聽覺模型、快速搜索識別算法以及進(jìn)一步的語言模型的研究等課題倍受關(guān)注。

在通信越來越發(fā)達(dá)的當(dāng)今世界，尤其最近幾十年，語音壓縮編碼技術(shù)在移動 通信、IP電話通信、保密通信、衛(wèi)星通信以及語音存儲等很多方面得到了廣泛的應(yīng)用。因此，語音編碼一直是通信和信號處理的研究熱點，并其取得了驚人的進(jìn)展，目前在PC機(jī)上的語音編碼已經(jīng)趨于成熟，而如何在嵌入式系統(tǒng)中實時實現(xiàn)語音壓縮編碼則是近些年來語音信號處理領(lǐng)域的研究熱點之一。

2系統(tǒng)設(shè)計

在實際生活中，當(dāng)聲源遇到物體時會發(fā)生反射，反射的聲波和聲源聲波一起傳輸，聽者會發(fā)現(xiàn)反射聲波部分比聲源聲波慢一些，類似人們面對山體高聲呼喊后可以在過一會兒聽到回聲的現(xiàn)象。聲音遇到較遠(yuǎn)物體產(chǎn)生的反射會比遇到較近的反射波晚些到達(dá)聲源位置，所以回聲和原聲的延遲隨反射物體的距離大小改變。同時，反射聲音的物體對聲波的反射能力，決定了聽到的回聲的強(qiáng)弱和質(zhì)量。另外，生活中的回聲的成分比較復(fù)雜，有反射、漫反射、折射，還有回聲的多次反射、折射效果。

當(dāng)已知一個數(shù)字音源后，可以利用計算機(jī)的處理能力，用數(shù)字的方式通過計算模擬回聲效應(yīng)。簡單的講，可以在原聲音流中疊加延遲一段時間后的聲流，實現(xiàn)回聲效果。當(dāng)然通過復(fù)雜運(yùn)算，可以計算各種效應(yīng)的混響效果。如此產(chǎn)生的回聲，我們稱之為數(shù)字回聲。

本次實驗的程序流程圖如下：

圖2.1 程序流程圖

本次實驗的系統(tǒng)框圖如下：

圖2.2 系統(tǒng)框圖

3硬件設(shè)計

3.1 硬件結(jié)構(gòu)

圖3.1是系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖, 系統(tǒng)主要包括VC5509和A IC23 兩個模塊。

圖3.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖

利用VC5509 的片上外設(shè)I2C(Inter-Integrated Circuit, 內(nèi)部集成電路)模塊配置AIC23 的內(nèi)部寄存器;通過VC5509 的McBSP(Multi channel Buffered Serial Ports, 多通道緩存串口)接收和發(fā)送采樣的音頻數(shù)據(jù)?？刂仆ǖ乐辉谂渲肁IC23 的內(nèi)部寄存器時工作, 而當(dāng)傳輸音頻數(shù)據(jù)時則處于閑置狀態(tài)。

AIC23通過麥克風(fēng)輸入或者立體聲音頻輸入采集模擬信號, 并把模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號, 存儲到DSP的內(nèi)部RAM中,以便DSP處理。

當(dāng)DSP完成對音頻數(shù)據(jù)的處理以后, AIC23再把數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為模擬信號, 這樣就能夠在立體聲輸出端或者耳機(jī)輸出端聽到聲音。

AIC23能夠?qū)崿F(xiàn)與VC5509 DSP的McBSP端口的無縫連接, 使系統(tǒng)設(shè)計更加簡單。接口的原理框圖, 如下圖所示。

圖3.2 AIC23與VC5509接口原理圖

系統(tǒng)中A IC23的主時鐘12 MHz直接由外部的晶振提供。MODE接數(shù)字地, 表示利用I2 C控制接口對AIC23傳輸控制數(shù)據(jù)。CS接數(shù)字地, 定義了I2 C總線上AIC23的外設(shè)地址, 通過將CS接到高電平或低電平, 可以選擇A IC23作為從設(shè)備在I2 C總線上的地址。SCLK和SDIN是AIC23控制端口的移位時鐘和數(shù)據(jù)輸入端,分別與VC5509的I2C模塊端口SCL和SDA相連。

收發(fā)時鐘信號CLKX1和CLKR1由A IC23的串行數(shù)據(jù)輸入時鐘BCLK提供, 并由A IC23的幀同步信號LRCIN、LRCOUT啟動串口數(shù)據(jù)傳輸。DX1和DR1分別與A IC23 的D IN 和DOUT 相連, 從而完成VC5509與AIC23間的數(shù)字信號通信。

3.2 硬件電路設(shè)計

3.2.1 總輸入電路

圖3.3 總輸入電路

從左到右各部分電路為：

話筒，開關(guān)，語音輸入電路，UA741高增益放大電路，有源二階帶 通濾波器。

3.2.2 總輸出電路

圖3.4 總輸出電路

從左到右各部分電路為：

LM386高頻功率放大器及其外圍器件連接電路，語音輸出電路，開關(guān)，揚(yáng)聲器。

3.2.3 語音輸入電路

圖3.5語音輸入電路

3.2.4 語音輸出電路

圖3.6 語音輸出電路

語音信號通道包括模擬輸入和模擬輸出兩個部分。模擬信號的輸入輸出電路如圖所示。上圖中MICBIAS 為提供的麥克風(fēng)偏壓，通常是3/4 AVDD，MICIN為麥克風(fēng)輸入，可以根據(jù)需要調(diào)整輸入增益。下圖中LLINEOUT 為左聲道輸出，RLINEOUT為右聲道輸出。用戶可以根據(jù)電阻阻值調(diào)節(jié)增益的大小，使語音輸入輸出達(dá)到最佳效果。從而實現(xiàn)良好的模擬語音信號輸入與模擬信號的輸出。4 實驗結(jié)果及分析

4.1 實驗結(jié)果

按“F5”鍵運(yùn)行，注意觀察窗口中的bEcho=0，表示數(shù)字回聲功能沒有激活。這時從耳機(jī)中能聽到麥克風(fēng)中的輸入語音放送。將觀察窗口中bEcho的取值改成非0值。這時可從耳機(jī)中聽到帶數(shù)字回聲道語音放送。

分別調(diào)整uDelay和uEffect的取值，使他們保持在0-1023范圍內(nèi)，同時聽聽耳機(jī)中的輸出有何變化。

當(dāng)uDelay和uEffect的數(shù)值增大時，數(shù)字回聲的效果就會越加的明顯。

圖4.1 修改前程序圖

圖4.2 修改前程序圖

圖4.3 頻譜分析

圖4.4 左聲道及右聲道波形 4.2 實驗分析

所以，從本實驗可知當(dāng)已知一個數(shù)字音源后，可以利用計算機(jī)的處理能力，用數(shù)字的方式通過計算模擬回聲效應(yīng)。簡單的講，可以在原聲音流中疊加延遲一段時間后的聲流，實現(xiàn)回聲效果。當(dāng)然通過復(fù)雜運(yùn)算，可以計算各種效應(yīng)的混響效果。

聲音放送可以加入數(shù)字回聲，數(shù)字回聲的強(qiáng)弱和與原聲的延遲均可在程序中設(shè)定和調(diào)整。5 總結(jié)與心得體會

通過本次課程設(shè)計，我明白了細(xì)節(jié)決定成敗這句話的道理，在實驗中，有很多注意的地方，都被忽視了，導(dǎo)致再花費更多的時間去修改，這嚴(yán)重影響了試驗的進(jìn)度。同時，在本次實驗中我了解了ICETEK – VC5509 – A板上語音codec芯片TLV320AIC23的設(shè)計和程序控制原理，并進(jìn)一步掌握了數(shù)字回聲產(chǎn)生原理、編程及其參數(shù)選擇、控制，以及了解了VC5509DSP擴(kuò)展存儲器的編程使用方法。

這一學(xué)期的理論知識學(xué)習(xí)加上這次課程設(shè)計，使我對DSP有了更加深刻的了解，對數(shù)字信號的處理功能，軟硬件相結(jié)合，語音信號的采集與放送等等方面都有了很深的了解，相信本次課程設(shè)計，無論是對我以后的學(xué)習(xí)，還是工作等方面都有一個很大的幫助。因此，本次課程設(shè)計讓我受益匪淺。

參考文獻(xiàn)

[1]李利.DSP原理及應(yīng)用[M].北京:中國水利水電出版社,2004.[2]王安民,陳明欣,朱明.TMS320C54xxDSP實用技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007 [3]彭啟琮,李玉柏.DSP技術(shù)[M].成都:電子科技大學(xué)出版社,1997 [4]李宏偉,等.基于幀間重疊譜減法的語音增強(qiáng)方法[J].解放軍理工大學(xué)學(xué)報,2001(1):41~44 [5]TexasInstrumentsIncorporated.TMS320C54x系列DSP的CPU與外設(shè)[M].梁曉雯,裴小平,李玉虎,譯.北京:清華大學(xué)出版社,2006 [6]趙力.語音信號處理[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003比較圖4和圖5,可以看到1200Hz以上的頻譜明顯得到了抑制。

[7]江濤,朱光喜.基于TMS320VC5402的音頻信號采集與系統(tǒng)處理[J].電子技術(shù)用,2002,28(7):70~72[8]TexasInstrumentsIncorporated:TMS320VC5402Datasheet,2001

致謝

在本次課程設(shè)計的即將完成之際，筆者的心情無法平靜，本文的完成既是筆者孜孜不倦努力的結(jié)果，更是指導(dǎo)老師樊洪斌老師親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)的結(jié)果。在整個課程設(shè)計的選題、研究和撰寫過程中，老師都給了我精心的指導(dǎo)、熱忱的鼓勵和支持，他的精心點撥為我開拓了研究視野，修正了寫作思路，對課程設(shè)計的完善和質(zhì)量的提高起到了關(guān)鍵性的作用。另外，導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)態(tài)度、一絲不茍的工作作風(fēng)和高尚的人格魅力，都給了學(xué)生很大感觸，使學(xué)生終生受益。在此，學(xué)生謹(jǐn)向老師致以最真摯的感激和最崇高的敬佩之情。

另外，還要感謝這段時間來陪我一起努力同學(xué)，感謝我們這個小團(tuán)隊，感謝每一個在學(xué)習(xí)和生活中所有給予我關(guān)心、支持和幫助的老師和同學(xué)們，幾年來我們一起學(xué)習(xí)、一起玩耍，共同度過了太多的美好時光。我們始終是一個團(tuán)結(jié)、友愛、積極向上的集體。

第三篇：數(shù)字信號處理學(xué)習(xí)心得

數(shù)字信號處理學(xué)習(xí)心得

XXX

(XXX學(xué)院 XXX班)

一、課程認(rèn)識和內(nèi)容理解

《數(shù)字信號處理》是我們通信工程和電子類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要任務(wù)是研究數(shù)字信號處理理論的基本概念和基本分析方法，通過建立數(shù)學(xué)模型和適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)分析處理，來展示這些理論和方法的實際應(yīng)用。

數(shù)字信號處理技術(shù)正飛速發(fā)展，它不但自成一門學(xué)科，更是以不同形式影響和滲透到其他學(xué)科：它與國民經(jīng)濟(jì)息息相關(guān)，與國防建設(shè)緊密相連；它影響或改變著我們的生產(chǎn)、生活方式，因此受到人們普遍的關(guān)注。信息科學(xué)是研究信息的獲取、傳輸、處理和利用的一門科學(xué)，信息要用一定形式的信號來表示，才能被傳輸、處理、存儲、顯示和利用，可以說，信號是信息的表現(xiàn)形式。這學(xué)期數(shù)字信號處理所含有的具體內(nèi)容如下：

第一單元的課程我們深刻理解到時域離散信號和時域離散系統(tǒng)性質(zhì)和特點；時域離散信號和時域離散系統(tǒng)時域分析方法；模擬信號的數(shù)字處理

方法。

第二單元的課程我們理解了時域離散信號（序列）的傅立葉變換，時域離散信號Z變換，時域離散系統(tǒng)的頻域分析。

第三單元的課程我們學(xué)習(xí)了離散傅立葉變換定義和性質(zhì)，離散傅立葉變換應(yīng)用——快速卷積，頻譜分析。

第四單元的課程我們重點理解基2 FFT算法——時域抽取法﹑頻域抽取法，F(xiàn)FT的編程方法，分裂基FFT算法。

第五單元的課程我們學(xué)了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的表示方法——信號流圖，無限脈沖響應(yīng)基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有限脈沖響應(yīng)基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，時域離散系統(tǒng)狀態(tài)變量分析法。

第六單元的課程我們理解數(shù)字濾波器的基本概念，模擬濾波器的設(shè)計,巴特沃斯濾波器的設(shè)計,切比雪夫濾波器的設(shè)計，脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計無限脈沖響應(yīng)字?jǐn)?shù)字濾波器，雙線性變換法設(shè)計無限脈沖響應(yīng)字?jǐn)?shù)字濾波器，數(shù)字高通﹑帶通﹑帶阻濾波器的設(shè)計。第七單元的課程我們學(xué)習(xí)了線性相位有限脈沖響應(yīng)（FIR）數(shù)字濾波器，窗函數(shù)法設(shè)計有限脈沖響應(yīng)（FIR）數(shù)

二、專業(yè)認(rèn)識和未來規(guī)劃

通信工程是一門工程學(xué)科，主要是在掌握通信基本理論的基礎(chǔ)上，運(yùn)用各種工程方法對通信中的一些實際問題進(jìn)行處理。通過該專業(yè)的學(xué)習(xí)，可以掌握電話網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等各種通信系統(tǒng)的原理，研究提高信息傳送速度的技術(shù)，根據(jù)實際需要設(shè)計新的通信系統(tǒng)，開發(fā)可迅速準(zhǔn)確地傳送各種信息的通信工具等。

對于我們通信專業(yè)，我覺得是個很好的專業(yè)，現(xiàn)在這個專業(yè)很熱門，這個專業(yè)以后就業(yè)的方向也很多，就業(yè)面很廣。我們畢業(yè)以后工作，可以進(jìn)入設(shè)備制造商、運(yùn)營商、專有服務(wù)提供商以及銀行等領(lǐng)域工作。當(dāng)然,就業(yè)形勢每年都會變化，所以關(guān)鍵還是要看自己?？梢詮氖掠布矫?，比如說PCB，別小看這門技術(shù)，平時我們在試驗時制作的簡單，這一技術(shù)難點就在于板的層數(shù)越多，要做的越穩(wěn)定就越難，這可是非常有難度的，如果學(xué)好了學(xué)精了，也是非常好找工作的。也可以從事軟件方面，這實際上要我們具備比較好的模電和數(shù)電的基礎(chǔ)知識。

我選擇了這個專業(yè)，在這里讀了

字濾波器，頻率采樣法設(shè)計有限脈沖響應(yīng)（FIR）數(shù)字濾波器

三年關(guān)于通信知識的書，我還是想以后畢業(yè)能夠從事這個方面的工作，現(xiàn)在學(xué)了通信原理、數(shù)字信號處理這些很有用的專業(yè)課，所以，我在以后的學(xué)習(xí)中，我會把這些方面的知識學(xué)扎實，從事技術(shù)這一塊要能吃苦，我也做好了準(zhǔn)備，現(xiàn)在還很年輕，年輕的時候多吃點苦沒什么，為了我自己美好的將來，我會努力學(xué)好這個專業(yè)的。數(shù)字信號處理課程屬于專業(yè)基礎(chǔ)課，所涵蓋的內(nèi)容主要有：離散時間信號與系統(tǒng)的基本概念及描述方法，離散傅立葉變換及快速傅立葉變換，數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu)及設(shè)計等。對于電氣信息類專業(yè)的學(xué)生來說，這些內(nèi)容是學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程的重要基礎(chǔ)，也是實際工作中必不可少的專業(yè)基礎(chǔ)知識。目前幾乎所有的高等院校都在電子工程類、信息工程類、通信工程類、電子技術(shù)類、自動控制類、電氣工程類、機(jī)電工程類、計算機(jī)科學(xué)類等工科電類及其他相關(guān)專業(yè)的本科生中開設(shè)了該門課程。隨著計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、數(shù)字信號處理理論和方法的發(fā)展，半個世紀(jì)以來，尤其是最近的三十來年里，數(shù)字信號處理的方法

和應(yīng)用得到了飛躍式的發(fā)展，數(shù)字信號處理的地位和作用變得越來越重

三、課程評價和建議

我們的數(shù)字信號處理課是羅老師教的，羅老師有豐富工作的經(jīng)驗，對于這門課的實際用途很了解，另外羅老師本身就很幽默，對于這門課采用多種教學(xué)方法，豐富教學(xué)內(nèi)容，偶爾給我們講些生活上的問題，吸引學(xué)生對課程的關(guān)注。利用實驗課讓我們來編程做仿真，體會信號處理課程的樂趣，這樣子激發(fā)了學(xué)生的興趣、提高了教學(xué)的效果。因此，我們班的同學(xué)在這一個學(xué)期的學(xué)習(xí)中，我們都感覺比較輕松。另外我個人觀點是大學(xué)主要是培養(yǎng)自己的自學(xué)能力，老師只是個引導(dǎo)者，所以學(xué)習(xí)效果如何關(guān)鍵看自己的對學(xué)習(xí)的態(tài)度和付出程度。

數(shù)字信號處理課程的特點是課程本身理論性強(qiáng)、公式推導(dǎo)較多、概念比較抽象，使我們感到有枯燥難學(xué)之感。近年來，國外及國內(nèi)有些學(xué)校對一般電類專業(yè)該課程的教學(xué)主要強(qiáng)調(diào)應(yīng)用性學(xué)習(xí)，主要介紹數(shù)字信號處理的用途和用法，而對其深奧的理論推導(dǎo)僅做一般介紹，并給學(xué)生提供進(jìn)行實驗的機(jī)會，以激發(fā)學(xué)生對該課程的興趣和學(xué)習(xí)主動性。

對該課程的改革思想主要是課程

要。因此，加強(qiáng)該課程的建設(shè)具有重要的意義。

內(nèi)容要適應(yīng)數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，淡化枯燥的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，輔助以現(xiàn)代化教學(xué)手段，并開設(shè)相應(yīng)的實驗課。結(jié)合專業(yè)現(xiàn)狀，將課堂教學(xué)一部分變?yōu)槎嗝襟w教學(xué)，盡量將一些理論分析用圖形手段展示出來，以增強(qiáng)我們的感性認(rèn)識。實驗課主要是以MATLAB為平臺，充分利用MATLAB的數(shù)字信號處理各種功能讓學(xué)生親自動手將課堂所學(xué)進(jìn)行仿真實現(xiàn)。實驗課還可以通過用DSP試驗箱實現(xiàn)數(shù)字信號處理的功能向?qū)W生進(jìn)行演示。

第四篇：數(shù)字信號處理學(xué)習(xí)心得

數(shù)字信號處理學(xué)習(xí)心得

通信工程 0801 賴立根

《數(shù)字信號處理》是我們通信工程和電子類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要任務(wù)是研究數(shù)字信號處理理論的基本概念和基本分析方法，通過建立數(shù)學(xué)模型和適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)分析處理，來展示這些理論和方法的實際應(yīng)用。

數(shù)字信號處理技術(shù)正飛速發(fā)展，它不但自成一門學(xué)科，更是以不同形式影響和滲透到其他學(xué)科：它與國民經(jīng)濟(jì)息息相關(guān)，與國防建設(shè)緊密相連；它影響或改變著我們的生產(chǎn)、生活方式，因此受到人們普遍的關(guān)注。信息科學(xué)是研究信息的獲取、傳輸、處理和利用的一門科學(xué)，信息要用一定形式的信號來表示，才能被傳輸、處理、存儲、顯示和利用，可以說，信號是信息的表現(xiàn)形式，而信息則是信號所含有的具體內(nèi)容。

一單元的課程我們深刻理解到時域離散信號和時域離散系統(tǒng)性質(zhì)和特點；時域離散信號和時域離散系統(tǒng)時域分析方法；模擬信號的數(shù)字處理方法。

二單元的課程我們理解了時域離散信號（序列）的傅立葉變換，時域離散信號Z變換，時域離散系統(tǒng)的頻域分析。

三單元的課程我們學(xué)習(xí)了離散傅立葉變換定義和性質(zhì)，離散傅立葉變換應(yīng)用——快速卷積，頻譜分析。

四單元的課程我們重點理解基2 FFT算法——時域抽取法﹑頻域抽取法，F(xiàn)FT的編程方法，分裂基FFT算法。

五單元的課程我們學(xué)了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的表示方法——信號流圖，無限脈沖響應(yīng)基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有限脈沖響應(yīng)基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，時域離散系統(tǒng)狀態(tài)變量分析法。

六單元的課程我們理解數(shù)字濾波器的基本概念，模擬濾波器的設(shè)計,巴特沃斯濾波器的設(shè)計,切比雪夫濾波器的設(shè)計，脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計無限脈沖響應(yīng)字?jǐn)?shù)字濾波器，雙線性變換法設(shè)計無限脈沖響應(yīng)字?jǐn)?shù)字濾波器，數(shù)字高通﹑帶通﹑帶阻濾波器的設(shè)計。

七單元的課程我們學(xué)習(xí)了線性相位有限脈沖響應(yīng)（FIR）數(shù)字濾波器，窗函數(shù)法設(shè)計有限脈沖響應(yīng)（FIR）數(shù)字濾波器，頻率采樣法設(shè)計有限脈沖響應(yīng)（FIR）數(shù)字濾波器

通信工程是一門工程學(xué)科，主要是在掌握通信基本理論的基礎(chǔ)上，運(yùn)用各種工程方法對通信中的一些實際問題進(jìn)行處理。通過該專業(yè)的學(xué)習(xí)，可以掌握電話網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等各種通信系統(tǒng)的原理，研究提高信息傳送速度的技術(shù)，根據(jù)實際需要設(shè)計新的通信系統(tǒng)，開發(fā)可迅速準(zhǔn)確地傳送各種信息的通信工具等。

對于我們通信專業(yè)，我覺得是個很好的專業(yè)，現(xiàn)在這個專業(yè)很熱門，這個專業(yè)以后就業(yè)的方向也很多，就業(yè)面很廣。我們畢業(yè)以后工作，可以進(jìn)入設(shè)備制造商、運(yùn)營商、專有服務(wù)提供商以及銀行等領(lǐng)域工作。當(dāng)然,就業(yè)形勢每年都會變化，所以關(guān)鍵還是要看自己?？梢詮氖掠布矫?，比如說PCB，別小看這門技術(shù)，平時我們在試驗時制作的簡單，這一技術(shù)難點就在于板的層數(shù)越多，要做的越穩(wěn)定就越難，這可是非常有難度的，如果學(xué)好了學(xué)精了，也是非常好找工作的。也可以從事軟件方面，這實際上要我們具備比較好的模電和數(shù)電的基礎(chǔ)知識。

我選擇了這個專業(yè)，在這里讀了三年關(guān)于通信知識的書，我還是想以后畢業(yè)能夠從事這個方面的工作，現(xiàn)在學(xué)了通信原理、數(shù)字信號處理這些很有用的專業(yè)課，所以，我在以后的學(xué)習(xí)中，我會把這些方面的知識學(xué)扎實，從事技術(shù)這一塊要能吃苦，我也做好了準(zhǔn)備，現(xiàn)在還很年輕，年輕的時候多吃點苦沒什么，為了我自己美好的將來，我會努力學(xué)好這個專業(yè)的。

數(shù)字信號處理課程屬于專業(yè)基礎(chǔ)課，所涵蓋的內(nèi)容主要有：離散時間信號與系統(tǒng)的基本概念及描述方法，離散傅立葉變換及快速傅立葉變換，數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu)及設(shè)計等。對于電氣信息類專業(yè)的學(xué)生來說，這些內(nèi)容是學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程的重要基礎(chǔ)，也是實際工作中必不可少的專業(yè)基礎(chǔ)知識。目前幾乎所有的高等院校都在電子工程類、信息工程類、通信工程類、電子技術(shù)類、自動控制類、電氣工程類、機(jī)電工程類、計算機(jī)科學(xué)類等工科電類及其他相關(guān)專業(yè)的本科生中開設(shè)了該門課程。隨著計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、數(shù)字信號處理理論和方法的發(fā)展，半個世紀(jì)以來，尤其是最近的三十來年里，數(shù)字信號處理的方法和應(yīng)用得到了飛躍式的發(fā)展，數(shù)字信號處理的地位和作用變得越來越重要。因此，加強(qiáng)該課程的建設(shè)具有重要的意義。

我們的數(shù)字信號處理課是羅老師教的，羅老師有過實際工作的經(jīng)驗，對于這門課的實際用途很了解，羅老師對于這門課采用多種教學(xué)方法，豐富教學(xué)內(nèi)容，吸引學(xué)生對課程的關(guān)注。利用實驗課使學(xué)生親自編程，體會信號處理課程的樂趣，這樣子激發(fā)了學(xué)生的興趣、提高了教學(xué)的效果。因此，我們班的同學(xué)在這一個學(xué)期的學(xué)習(xí)中，這門課都學(xué)的比較好。

數(shù)字信號處理課程的特點是課程本身理論性強(qiáng)、公式推導(dǎo)較多、概念比較抽象，學(xué)生常有枯燥難學(xué)之感。近年來，國外及國內(nèi)有些學(xué)校對一般電類專業(yè)該課程的教學(xué)主要強(qiáng)調(diào)應(yīng)用性學(xué)習(xí)，主要介紹數(shù)字信號處理的用途和用法，而對其深奧的理論推導(dǎo)僅做一般介紹，并給學(xué)生提供進(jìn)行實驗的機(jī)會，以激發(fā)學(xué)生對該課程的興趣和學(xué)習(xí)主動性。

對該課程的改革思想主要是課程內(nèi)容要適應(yīng)數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，淡化枯燥的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，輔助以現(xiàn)代化教學(xué)手段，并開設(shè)相應(yīng)的實驗課。結(jié)合專業(yè)現(xiàn)狀，將課堂教學(xué)一部分變?yōu)槎嗝襟w教學(xué)，盡量將一些理論分析用圖形手段展示出來，以增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識。實驗課主要是以MATLAB為平臺，充分利用MATLAB的數(shù)字信號處理工具箱提供的各種功能讓學(xué)生親自動手將課堂所學(xué)進(jìn)行仿真實現(xiàn)。實驗課還可以通過用DSP試驗箱實現(xiàn)數(shù)字信號處理的功能向?qū)W生進(jìn)行演示。

第五篇：數(shù)字信號處理實驗報告

南京郵電大學(xué)

實 驗 報 告

實驗名稱_____熟悉MATLAB環(huán)境 ___ 快速傅里葉變換及其應(yīng)用 ____IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計_ FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計

課程名稱 數(shù)字信號處理A

班級學(xué)號_______09002111___________ 姓 名 王都超

開課時間 2011/2012學(xué)年，第 二 學(xué)期

實驗一

熟悉MATLAB環(huán)境

一、實驗?zāi)康?/p>

（1）熟悉MATLAB的主要操作命令。（2）學(xué)會簡單的矩陣輸入和數(shù)據(jù)讀寫。（3）掌握簡單的繪圖命令。

（4）用MATLAB編程并學(xué)會創(chuàng)建函數(shù)。（5）觀察離散系統(tǒng)的頻率響應(yīng)。

二、實驗內(nèi)容

(1)數(shù)組的加、減、乘、除和乘方運(yùn)算。輸入A=[1 2 3 4]，B=[3,4,5,6]，求

C=A+B，D=A-B，E=A.*B,F=A./B,G=A.^B。并用stem語句畫出A、B、C、D、E、F、G。

D =

-2 E =

F =

0.3333

0.5000

0.6000

0.6667 G =

243

4096(2)用MATLAB實現(xiàn)下列序列： a)x(n)?0.8n 0?n?1

5n=0:1:15;x1=0.8.^n;a=(0.2+3*i)*n;stem(x1)b)x(n)?e(0.2?3j)n 0?n?15

n=0:1:15;x2=exp(a);a=(0.2+3*i)*n;stem(x2)

c)x(n)?3cos(0.125?n?0.2?)?2sin(0.25?n?0.1?)

0?n?15

(4)繪出下列時間函數(shù)的圖形，對x軸、y軸以及圖形上方均須加上適當(dāng)?shù)臉?biāo)注： a)x(t)?sin(2?t)0?t?10s

b)x(t)?cos(100?t)sin(?t)0?t?4s t=0:0.01:4;x=cos(100*pi*t).*sin(pi*t);plot(t,x, 'r-');xlabel('t'),ylabel('x(t)'),title('cos')

(6)給定一因果系統(tǒng)H(z)?(1?頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)。

2z?1?z?2)/(1?0.67z?1?0.9z?2)，求出并繪制H(z)的幅

(7)計算序列{8-2-1 2 3}和序列{2 3-1-3}的離散卷積，并作圖表示卷積結(jié)果。

(8)求以下差分方程所描述系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)h(n), 0?n?50

y(n)?0.1y(n?1)?0.06y(n?2)?x(n)?2x(n?1)

實驗過程與結(jié)果（含實驗程序、運(yùn)行的數(shù)據(jù)結(jié)果和圖形）； clear all;N=50;a=[1-2];b=[1 0.1-0.06];x1=[1 zeros(1,N-1)];n=0:1:N-1;h=filter(a,b,x1);stem(n,h)axis([-1 53-2.5 1.2])

實驗二

快速傅里葉變換及其應(yīng)用

一、實驗?zāi)康?/p>

(1)在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過本實驗，加深對FFT的理解，熟悉MATLAB中的有關(guān)函數(shù)。(2)應(yīng)用FFT對典型信號進(jìn)行頻譜分析。

(3)了解應(yīng)用FFT進(jìn)行信號頻譜分析過程中可能出現(xiàn)的問題，以便在實際中正確應(yīng)用FFT。(4)應(yīng)用FFT實現(xiàn)序列的線性卷積和相關(guān)。

二、實驗內(nèi)容

實驗中用到的信號序列 a)高斯序列

??(n?p)q?xa(n)??e?0?20?n?15 其他

b)衰減正弦序列

?e?ansin(2?fn)xb(n)??0?0?n?15其他

c)三角波序列 ?n?xc(n)??8?n?0?0?n?34?n?7 其他

d)反三角波序列

?4?n?xd(n)??n?4?0?0?n?34?n?7 其他

(1)觀察高斯序列的時域和幅頻特性，固定信號xa(n)中參數(shù)p=8，改變q的值，使q分別等于2，4，8，觀察它們的時域和幅頻特性，了解當(dāng)q取不同值時，對信號序列的時域幅頻特性的影響；固定q=8，改變p，使p分別等于8，13，14，觀察參數(shù)p變化對信號序列的時域及幅頻特性的影響，觀察p等于多少時，會發(fā)生明顯的泄漏現(xiàn)象，混疊是否也隨之出現(xiàn)？記錄實驗中觀察到的現(xiàn)象，繪出相應(yīng)的時域序列和幅頻特性曲線。

(3)觀察三角波和反三角波序列的時域和幅頻特性，用N=8點FFT分析信號序列xc(n)和觀察兩者的序列形狀和頻譜曲線有什么異同？繪出兩序列及其幅頻特性xd(n)的幅頻特性，曲線。

在xc(n)和xd(n)末尾補(bǔ)零，用N=32點FFT分析這兩個信號的幅頻特性，觀察幅頻特性發(fā)生了什么變化？兩種情況的FFT頻譜還有相同之處嗎？這些變化說明了什么？

(5)用FFT分別實現(xiàn)xa(n)（p＝8，q＝2）和xb(n)（a＝0.1，f＝0.0625）的16點循環(huán)卷積和線性卷積。

n=0:15;p=8;q=2;

xa=exp(-(n-p).^2/q);subplot(2,3,1);stem(n,xa,'.');title('xa波形');

Xa=fft(xa,16);subplot(2,3,4);stem(abs(Xa),'.');

title('Xa(k)=FFT[xa(n)]的波形 ');A=1;f=0.0625;a=0.1;

xb=exp(-a*n).*sin(2*pi*f*n);subplot(2,3,2);stem(n,xb,'.');title('xb波形');Xb=fft(xb,16);subplot(2,3,5);stem(abs(Xb),'.');

title('Xb(k)=FFT[xb(n)]的波形 ');

實驗過程與結(jié)果（含實驗程序、運(yùn)行的數(shù)據(jù)結(jié)果和圖形）；

實驗三 IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計

一、實驗?zāi)康?/p>

(1)掌握雙線性變換法及脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計IIR數(shù)字濾波器的具體設(shè)計方法及其原理，熟悉用雙線性變換法及脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計低通、高通和帶通IIR數(shù)字濾波器的計算機(jī)編程。

(2)觀察雙線性變換及脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計的濾波器的頻域特性，了解雙線性變換法及脈沖響應(yīng)不變法的特點。

(3)熟悉巴特沃思濾波器、切比雪夫濾波器和橢圓濾波器的頻率特性。

二、實驗內(nèi)容（1）P162 例4.4 設(shè)采樣周期T=250?s(采樣頻率fs=4kHz)，分別用脈沖響應(yīng)不變法和雙線性變換法設(shè)計一個三階巴特沃思低通濾波器，其3dB邊界頻率為fc=1kHz。

脈沖響應(yīng)不變法： fc=1000;fs=4000;OmegaC=2*pi*fc;[B,A]=butter(3, OmegaC,'s');[num1,den1]=impinvar(B,A,fs);[h1,w]=freqz(num1,den1);f = w/pi*fs/2;plot(f,abs(h1));

雙線性變換法： fc=1000;fs=4000;

OmegaC=2*fs*tan(pi*fc/fs);[B,A]=butter(3, OmegaC,'s');[num2,den2]=bilinear(B,A,fs);[h2,w]=freqz(num2,den2);f = w/pi*fs/2;plot(f,abs(h2));

同一圖中畫兩條曲線： fc=1000;fs=4000;OmegaC=2*pi*fc;[B,A]=butter(3, OmegaC,'s');[num1,den1]=impinvar(B,A,fs);[h1,w]=freqz(num1,den1);f = w/pi*fs/2;

OmegaC=2*fs*tan(pi*fc/fs);[B,A]=butter(3, OmegaC,'s');[num2,den2]=bilinear(B,A,fs);[h2,w]=freqz(num2,den2);f = w/pi*fs/2;plot(f,abs(h1),'r-.');hold on;plot(f,abs(h2),'g-');

(選做)(2)fc=0.2kHz,?=1dB,fr=0.3kHz,At=25dB,T=1ms；分別用脈沖響應(yīng)不變法及雙線性變換法設(shè)計一巴特沃思數(shù)字低通濾波器，觀察所設(shè)計數(shù)字濾波器的幅頻特性曲線，記錄帶寬和衰減量，檢查是否滿足要求。比較這兩種方法的優(yōu)缺點。

實驗過程與結(jié)果（含實驗程序、運(yùn)行的數(shù)據(jù)結(jié)果和圖形）；

實驗四

FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計

一、實驗?zāi)康?/p>

(1)掌握用窗函數(shù)法，頻率采樣法及優(yōu)化設(shè)計法設(shè)計FIR濾波器的原理及方法，熟悉相應(yīng)的計算機(jī)編程；

(2)熟悉線性相位FIR濾波器的幅頻特性和相頻特性；

(3)了解各種不同窗函數(shù)對濾波器性能的影響。

二、實驗內(nèi)容

(1)生成一個長度為20的矩形窗，畫出其時域和幅頻特性曲線。n=0:1:19;N=20;win(1:20)=1;[H,w]=freqz(win,1);subplot(2,1,1);stem(n,win)subplot(2,1,2);plot(w,abs(H));

(2)用矩形窗設(shè)計一個21階的線性相位低通FIR數(shù)字濾波器，截止頻率Wc＝0.25π，求出濾波器系數(shù)，并繪出濾波器的幅頻特性。修改程序，分別得到階次為N＝41，61的濾波器，并顯示其各自的幅頻曲線。

a)在上面所得的幾幅圖中，在截止頻率兩邊可以觀察到幅頻響應(yīng)的擺動行為。請問波紋的數(shù)量與濾波器脈沖響應(yīng)的長度之間有什么關(guān)系？

b)最大波紋的高度與濾波器脈沖響應(yīng)的長度之間有什么關(guān)系？

實驗過程與結(jié)果（含實驗程序、運(yùn)行的數(shù)據(jù)結(jié)果和圖形）； 21階的線性相位低通FIR數(shù)字濾波器： Wc=0.25*pi;N=21;M=(N-1)/2;

%位移量

for n=0:(N-1)

if(n== fix(M))

%中間的點單獨算

hd(n+1)=Wc/pi;

else

hd(n+1)=sin(Wc*(n-M))/(pi*(n-M));end;end;win=boxcar(N);%%%不同窗函數(shù)

h=hd.*win';[H,w]=freqz(h,1);n=0:1:N-1;subplot(3,1,1);stem(n,h)subplot(3,1,2);plot(w,abs(H));subplot(3,1,3);plot(w,angle(H));

41階的線性相位低通FIR數(shù)字濾波器： Wc=0.25*pi;N=41;M=(N-1)/2;

%位移量

for n=0:(N-1)

if(n== fix(M))

%中間的點單獨算

hd(n+1)=Wc/pi;

else

hd(n+1)=sin(Wc*(n-M))/(pi*(n-M));end;end;win=boxcar(N);%%%不同窗函數(shù)

h=hd.*win';[H,w]=freqz(h,1);n=0:1:N-1;subplot(3,1,1);stem(n,h)subplot(3,1,2);plot(w,abs(H));subplot(3,1,3);plot(w,angle(H));

61階的線性相位低通FIR數(shù)字濾波器： Wc=0.25*pi;N=61;M=(N-1)/2;

%位移量

for n=0:(N-1)

if(n== fix(M))

%中間的點單獨算

hd(n+1)=Wc/pi;

else

hd(n+1)=sin(Wc*(n-M))/(pi*(n-M));end;end;win=boxcar(N);%%%不同窗函數(shù)

h=hd.*win';[H,w]=freqz(h,1);n=0:1:N-1;subplot(3,1,1);stem(n,h)subplot(3,1,2);plot(w,abs(H));subplot(3,1,3);plot(w,angle(H));

數(shù)字信號處理實驗小結(jié)及心得體會：

通過這次實驗，我對MATLAB語言有了一定的認(rèn)識，雖然還不能完全用MATLAB獨立編寫程序，但對這種語言環(huán)境有了新的了解。我知道了一般的加減乘除在MATLAB中不同的意義。知道輸入、輸出語句怎么形成。通過快速傅里葉變換及其應(yīng)用的實驗，加深了我對FFT的理解，還有對各典型信號的頻譜分析，改變參數(shù)后時域和幅頻特性的變化。IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計讓我知道了巴特沃思濾波器和切比雪夫濾波器的頻率特性，還有雙線性變換及脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計的濾波器的頻率特性。做這個實驗的時候程序有點困難，很多細(xì)節(jié)問題不能考慮清楚，導(dǎo)致圖形出不來。FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計出來的是三種窗的圖形，通過三種窗的比較，我了解了他們各自的特點，幅頻和相頻特性。我在這次實驗中的收獲很大，接觸了很多新的知識，但在實驗寫程序時，我發(fā)現(xiàn)自己還有很多不足。很多程序?qū)懖煌耆＿@是自己今后要加強(qiáng)的地方。