数字信号处理课程设计三new

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1、信号与系统课程设计课题一心电信号分析系统的设计一、本课题的目的本设计课题主要研究数字心电信号的初步分析方法及滤波器的应用。通过完成本课题的设计，拟主要达到以下几个目的：（1）了解基于LabVIEW的虚拟仪器的特点和使用方法，熟悉采用LabVIEW进行仿真的方法。（2）了解人体心电信号的时域特征和频谱特征。（3）进一步了解数字信号的分析方法；（4）通过应用具体的滤波器进一步加深对滤波器的理解。（5）通过本课题的设计，培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。二、课题任务利用labVIEW设计一

2、个基于虚拟仪器的简单的心电信号分析系统。对输入的原始心电信号，进行一定的数字信号处理，进行频谱分析。根据具体设计要求完成系统的程序编写、调试及功能测试。（1）对原始数字心电信号进行读取，由数字信号数据绘制出其时域波形。（2）对数字信号数据做一次线性插值，使其成为均匀数字信号，以便后面的信号分析。（3）根据心电信号的频域特征（自己查阅相关资料），设计相应的低通和带通滤波器。（4）编程绘制实现信号处理前后的频谱，做频谱分析，得出相关结论。（5）对系统进行综合测试，整理数据，撰写设计报告。三、主要设备

3、和软件（1）PC机一台。（2）LabVIEW软件一套，要求最低版本8.20。四、设计内容、步骤和要求必做部分：1.利用labVIEW读取MIT-BIH数据库提供的数字心电信号，并还原实际波形美国麻省理工学院提供的MIT-BIH数据库是一个权威性的国际心电图检测标准库，近年来应用广泛，为我国的医学工程界所重视。MIT-BIH数据库共有48个病例，每个病例数据长30min，总计约有116000多个心拍，包含有正常心拍和各种异常心拍，内容丰富完整。为了读取简单方便，采用其txt格式的数据文件作为我们的

4、原心电信号数据。利用labVIEW提供的文件I/O函数，读取txt数据文件中的信号，并且还原实际波形。8信号与系统课程设计2.对原始心电信号做线性插值处理由于原始心电信号数据不是通过等间隔采样得到的，也就是说原始的心电数据并不是均匀的，而用Matlab中提供的数字滤波器处理数据时，要求数据是等间隔的。因此设计的系统首先应对原始心电信号做线性插值处理，使其变为等间隔的数字信号，否则直接处理后会出现偏差，根据心电信号的特点,把时间分隔成0.001s。添加的幅值点采用一次线性插值。对二维数据进行插值,

5、相连幅值间数据的插值根据时间进行,运算公式如下:，，，，其中是第i个数据时间点，Ai是与之对应的数据，N是两数据之间需要的插值数，是需要插值的两点数据差，，时数组依次排列，即得到了插值后等间隔的新数据。3.根据心电信号的频域特征，设计相应的低通和带通滤波器一般正常人的心电信号频率在0.7～100HZ范围内，幅度为(胎儿)～5mV(成人)。人体心电信号微弱，信噪比小，因此，在采集心电信号时，易受到仪器、人体活动等因素的影响，而且所采集的心电信号常伴有干扰。采集心电数据时，由于人的说话呼吸，常常会混

6、有约为0.1Hz到0.25Hz频段的干扰，对于这些低频干扰，可以让信号通过一个高频滤波器，低截止频率设置为0.25,来滤除低频信号，对于高频信号干扰，可以让信号再通过一个低频滤波器，其中截止频率设置为99Hz。也可以直接应用带通滤波器设计。根据以上说明，利用labVIEW中的信号处理函数设计相应滤波器，滤除数字信号中的干扰信号。4.对处理前后的心电信号分别做频谱分析，分析结果利用labVIEW对处理前后的心电信号编程显示其频谱，分析比对滤波处理前后的频谱，得出结论。如果分析频谱，滤波效果不明显，

7、则需变动滤波器参数指标，重新设计滤波器。通过频谱分析，多次试验确定最合适的滤波器。5.系统界面设计综合前面几步，设计出一个完整的系统，并且本着简洁的原则，设计友好的人机交互界面。选作部分：1.三种滤波器设计8信号与系统课程设计分别设计Butterworth、Chebyshev、InverseChebyshev三种滤波器，并对滤波后的信号分别做频谱分析，比较几种滤波器的差别。2.设计50HZ工频陷波器由于电子设备采集到的信号经常会混有电源线干扰。电源线干扰是以50Hz为中心的窄带噪声，带宽小于1H

8、z。设计相应滤波器滤除电源线干扰，并对处理后的信号做频谱分析。五、课程设计报告要求（1）设计报告书包括内容：课程设计题目，课程设计目的和意义，设计方案，详细设计步骤，设计结果（原理图等），测试和仿真结果（图形或数据）及其分析，其它有明确要求的设计内容，结论，参考文献等。（2）提交课程设计报告时应同时提交相关设计和仿真分析材料（框图、程序、结果等）的电子版。六、参考文献[1]陈锡辉，张银鸿编著.LabVIEW8.20程序设计从入门到精通[M].北京：清华大学出版社，2007.[2]丁玉美.数字信号