长沙理工大学课程设计封面

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1、城南学院数字信号处理课程设计（二十）CHANGSHAUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGYDSP原理及其应用课程设计题目：数字信号处理课程综合设计(二十)学生姓名：黄帅学号：201384250221班级:电信2班专业：电子信息工程所在院(系):城南学院指导教师：文卉起止日期：2015.1.42015年1月城南学院数字信号处理课程设计（二十）目录一.设计背景.............................................................二.设计目的三.设计原理3.1FIR滤波器原理3.2II

2、R数字滤波器原理四.设计的步骤4.1语音信号的采集4.2语音信号的频谱分析4.3设计数字滤波器和画出频率响应4.4回放语音信号五.设计程序的调试和运行结果5.1.1语音采样5.1.2巴特沃斯低通的调试和运行结果5.1.3巴特沃斯带通的调试和运行5.2.1布莱克曼窗低通程序的设计5.2.2布莱克曼窗带通滤波器5.3回放语音信号六、实验思考题七.实验总结参考文献附录城南学院数字信号处理课程设计（二十）一.设计背景数字滤波器是数字信号处理的基础，用来对信号进行过滤、检测与参数估计等处理，在通信、图像、语音、雷达等许多领域都有着十分广泛的应用。尤其在图像处理、

3、数据压缩等方面取得了令人瞩目的进展和成就。数字滤波器的设计有许多现成的高级语言设计程序，但他们都存在设计效率较低，不具有可视图形，不便于修改参数等缺点，而Matlab为数字滤波的研究和应用提供了一个直观、高效、便捷的利器。他以矩阵运算为基础，把计算、可视化、程序设计融合到了一个交互式的工作环境中。尤其是Matlab工具箱使各个领域的研究人员可以直观方便地进行科学研究与工程应用。其中的信号处理工具箱、图像处理工具箱、小波工具箱等更是为数字滤波研究的蓬勃发展提供了可能。MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数

4、据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB应用非常之广泛！本次课程设计本次设计的内容为利用MATLAB平台进行设计切比雪夫及Kaiser低通、高通、带通滤波器。主要介绍基于Matlab环境的IIR数字滤波器和FIR数字滤波器的设计，然后将设计结果应用于语音信号的处理，针对处理结果进一步分析了滤波器性能的。城南学院数字信号处理课程设计（二十）二．设计目的1.掌握数字信号处理的基本概念，基本理论和基本方法。2.熟悉离散信号和系统的时域特性。3.掌握序列快速傅里叶变换方法。4.学会MATLA

5、B的使用，掌握MATLAB的程序设计方法。5.掌握利用MATLAB对语音信号进行频谱分析。6.掌握滤波器的网络结构。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．设计原理3.1FIR滤波器原理在进入FIR滤波器前，首先要将信号通过A/D器件进行模数转换，把模拟信号转化为数字信号；为了使信号处理能够不发生失真，信号的采样速度必须满足奈奎斯特定理，一般取信号频率上限的4-5倍做为采样频率；一般可用速度较高的逐次逼进式A/D转换器，不论采用乘累加方法还是分布式算法设计FIR滤波器，滤波器输出的数据都是一串序列，要使它能直观地反应出

6、来，还需经过数模转换，因此由FPGA构成的FIR滤波器的输出须外接D/A模块。FPGA有着规整的内部逻辑阵列和丰富的连线资源，特别适合于数字信号处理任务，相对于串行运算为主导的通用DSP芯片来说，其并行性和可扩展性更好，利用FPGA乘累加的快速算法，可以设计出高速的FIR数字滤波器。3.2IIR数字滤波器原理城南学院数字信号处理课程设计（二十）利用MATLAB信号处理工具箱中的滤波器设计和分析工具(FDATool)可以很方便地设计出符合应用要求的未经量化的IIR数字滤波器。需要将MATLAB设计出的IIR数字滤波器进一步分解和量化，从而获得可用FPGA

7、实现的滤波器系数。IIR数字滤波器的设计方法有两类：间接设计法和直接设计法。间接设计法是借助模拟滤波器设计方法进行设计的，先根据数字滤波器设计指标设计相应的过渡模拟滤波器，再将过渡模拟滤波器转换为数字滤波器。直接设计法师在时域或频域直接设计数字滤波器。由于模拟滤波器设计理论非常成熟，而且有很多性能优良的典型滤波器可供选择（如，巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器等），设计公式和图表完善，而且许多实际应用需要模拟滤波器的数字仿真，所以间接设计法得到广泛的应用。而直接设计法要求解联立方程组，必须采用计算机辅助设计。在计算机普及的今天，各种设计方法都有

8、现成的设计程序（或设计函数）可供调用，例如利用MATLAB仿真平台，可以设计不同类型的IIR滤