数字信号处理(dsp)课程设计报告

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1、数字信号处理(DSP)课程设计报告中南大学数字信号处理课程设计报告专业班级:通信工程1201指导老师：李宏姓名:学号:完成日期：2014年10月18日前言现代信号处理是将信号表示并处理的理论和技术,而数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的子集。在本次课程设计中主要以数字信号处理来解决问题。数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波，因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域，这通常通过模数转换器实现。而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域，这是通过数模转换器实现的。数字信号处理的算法需要利用计算机或专用

2、处理设备如数字信号处理器（DSP）和专用集成电路（ASIC）等。数字信号处理技术及设备具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等突出优点，这些都是模拟信号处理技术与设备所无法比拟的。数字信号处理的核心算法是离散傅立叶变换(DFT)，是DFT使信号在数字域和频域都实现了离散化，从而可以用通用计算机处理离散信号。而使数字信号处理从理论走向实用的是快速傅立叶变换(FFT)，FFT的出现大大减少了DFT的运算量，使实时的数字信号处理成为可能、极大促进了该学科的发展。MATLAB是矩阵实验室（MatrixLaboratory）的简称

3、，和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户接口、连接其它编程语言的程序等。一、课程设计目的：1．全面复习课程所学理论知识，巩固所学知识重点和难点，将理论与实践很好地结合起来。2.掌握信号分析与处理的基本方法与实现3．提高综合运用所学知识独立分析和解决问题的能力；4．熟练使用一种高级语言进行编程实现。二、课程设计题目：（一）：1）生成信号发生器：能产生频率（或基频）为10Hz的周期性正弦波、三角波和方波信号。绘

4、出它们的时域波形2）为避免频谱混叠，试确定各信号的采样频率。说明选择理由。3）对周期信号进行离散傅立叶变换，为了克服频谱泄露现象，试确定截取数据的长度，即信号长度。分析说明选择理由。4）绘出各信号频域的幅频特性和相频特性5）以正弦周期信号为例，观察讨论基本概念（频谱混叠、频谱泄漏、整周期截取等）。（二）：已知三个信号aip(n)，经调制产生信号s(n)??aip(n)cos(i?n/4)，其中ai为i?1常数，p(n)为具有窄带特性的Hanning信号。将此已调信号通过信道传输，描述该信道的差分方程为y(n)?1.1172y(n?1)

5、?0.9841y(n?2)?0.4022y(n?3)?0.2247y(n?4)?0.2247x(n)?0.4022x(n?1)?0.9841x(n?2)?1.1172x(n?3)?x(n?4)得到接收信号y(n)?s(n)*h(n)1）分析Hanning信号p(n)的时域与频域特性2）分析已调信号s(n)的时域与频域特性3）分析系统的单位脉冲响应h(n)4）分析接收信号y(n)的频谱5）设计带通滤波器从接收信号y(n)中还原出三个已调信号。3（三）：图像信号相关处理1）读入一幅彩色图像2）将彩色图像进行三原色分解，分解出R、G、B分量

6、，并用图像显示出来3）将彩色图像灰度化，转换为灰度图像并显示4）对灰度图像用几种典型的边缘检测算子进行边缘检测，显示检测出的边缘。三、调试及结果分析（截图）：（一）：1）频率为10Hz的周期性正弦波：频率为10Hz的周期性三角波：频率为10Hz的周期性方波：2）采样频率不能过低，必须fs>=2fm，即采样频率必须大于或等于最高截止频率的二倍（对采样频率的要求，即采样频率要足够大，采样的值要足够多，才能不失真的恢复原信号）。题目中信号频率为10Hz，则采样频率应该大于或等于20Hz，这样的话采样离散信号才能够无失真的恢复到原来的连

7、续信号。3）截取数据长度（即信号长度）N=T*fs=24）频率为10Hz的周期性正弦波的幅频特性和相频特性：频率为10Hz的周期性三角波的幅频特性和相频特性：频率为10Hz的周期性方波的幅频特性和相频特性：5）频谱混叠：一个信号的最高频率比如是fmax,那它的频谱就是在-fmax~fmax之间有值。对这个信号进行时域采样(就是取离散的点)，设采样率为fs。有一个定理：对信号进行时域fs的采样，信号的频谱就会在频域以fs为周期重复。那么如果fs>=2fmax,可想而知，频域宽度为fs的频带内，是可以放得下一整个完整的频谱的，所以不

8、会混叠。如果fs<2fmax,频域每间隔fs就会出现一个频谱，必定会有相邻的频谱叠在一起的情况，就是混叠。频谱泄露：对于频率为fs的正弦序列，它的频谱应该只是在fs处有离散谱。但是，在利用DFT求它的频谱做了截短，