《数字信号处理》课程设计任务书(13级).doc

中南大学 本科生课程设计任务书 课程名称 数字信号处理课程设计 指导教师 学 院 信息科学与工程学院 专业班级 通信工程 班 中 南 大 学 课程设计任务书 一、课程设计目的： 1．所学知识 2．提高综合运用所学知识独立分析和解决问题的能力； 一. 已知有限长序列 x[n]= [1,-3,4,2,0,-2], h[n]= [3,0,1,-1,2,1] 试编写程序：1) 实现它们的时域线性卷积 2）利用DFT性质，分别实现它们的圆周卷积和线性卷积。 二. 用DFT对连续信号做谱分析： 设连续信号 1）选取采样频率对进行采样； 2）生成采样信号序列，是窗函数。选取两种窗函数：矩形窗函数和Hamming窗，后者可用其定义式生成。 3）截取时间长度为，分别取三种时间长度0.04s、4×0.04s、8×0.04s。 对上述过程生成的序列进行DFT，画出它们的时域与频域波形，分析它们的频谱特性，观察不同长度、不同窗函数下的截断效应和谱间干扰，指出它们的区别并加以理论说明。 三.设计数字高通滤波器，要求 ： ωp=0.5πrad , Ap =1dB, ωs=0.4πrad, AS=30dB 用双线性变换法设计数字滤波器，模拟滤波器采用巴特沃斯滤波器原型，T＝1。画出所设计的滤波器的幅度响应。(要求：应尽量避免使用现成的工具箱函数 四. 数字音效处理 1）读取或录制一段语音信号（或音乐信号），记录其采样频率。 2）分析声音信号频谱，画出其时域和频域波形 3）实现声音信号的快放、慢放功能 4）实现对声音信号的放大和衰减功能 5）实现声音信号的多重回声效果，给出加入多重回声后的信号频谱。 6）设计均衡器，使得得不同频率的混合音频信号，通过一个均衡器后，增强或削减某些频率区域。 课程设计选题组二： 一. 验证频域采样和时域采样的对偶性。 1）产生一个三角波序列x(n)，长度为M=40； 2）计算N=64点的X(k)=DFT[x(n)]，并画出x(n)和|X(k)|的波形 3）对X(k)在上进行32点抽样，得到X1(k)＝X(2k)，k＝0,1,…,31。 4）求X1(k)的32点IDFT，即x1(n)＝IDFT[X1(k)]。 5）绘出x1(n)的波形图，观察x1(n)和x(n)的关系，并加以说明。 二. 已调信号，其中为调制信号，为载波。取，。 令，实现抑制载波的幅度调制： 1）分析信号频率，为了尽量减少截断效应，请选择合适的采样频率和数据长度，生成离散时间序列和 2）使用FFT分析调制信号、已调信号的频谱，画出其时域和频域波形 3）实现解调过程，分析该解调过程中的信号频谱，画出其时域和频域波形 4）选择合适的低通滤波器恢复出原调制信号，画出恢复信号的时域与频域波形，与原调制信号进行比较。 令，实现含有载波的幅度调制。重复上述过程，观察调制和解调结果，并画出相应波形，说明与抑制载波的幅度调制的区别 三. 利用切比雪夫I型设计一个数字低通滤波器，使其满足： 采用数字域频率变换法、脉冲响应不变法。T＝1。画出所设计的滤波器的幅度响应。(要求：应尽量避免使用现成的工具箱函数 四. 对于给出的一段被噪声干扰的音乐信号（noisy.wav），进行去噪处理： 1）读入音乐信号，显示信号的时域波形 2）对读取信号进行FFT，分析其频域特性，画出其频谱波形。 3）根据信号频谱分布特点，指定需要滤除或保留的频带，确定对应的滤波器（低通/高通/带通/带阻）指标； 4）根据确定的滤波器指标（通带截止频率、阻带截止频率、通带最大衰减、阻带最小衰减），设计IIR/FIR数字滤波器（至少包括双线性变换法/窗口法）对测试信号滤波，通过观察信号频谱和回放音乐信号，分析是否满足滤波要求；对相同设计指标，对比IIR/FIR滤波器各自的特点。 课程设计选题组三： 一.设有一连续时间信号s(t),其由20Hz、220Hz和750Hz的正弦信号叠加而成，为了减少截断效应，分析确定采样频率及数据分析长度，计算并绘出信号的时域与频域波形，指出各个频率份量。 二.对周期方波信号进行滤波 1）生成一个基频为10Hz的周期方波信号。 2）选择适当的DFT参数，对其进行DFT，分析其频谱特性，并绘出相应曲线。 3）设计一个滤波器，滤除该周期信号中40Hz以后的频率分量，观察滤波前后信号的时域和频域波形变化 4）如果该信号淹没在噪声中，试滤除噪声信号。 三.分别利用矩形窗、汉宁窗设计一个N=11的线性相位FIR高通数字滤波器，截止频率，要求：求出各滤波器的单位脉冲响应h（n）；绘出各滤波器的幅频及相频响应曲线；观察各滤波器的通带波纹和阻带波纹，比较不同窗函数对滤波特性的影响；当输入为时，计算各滤波器的输出并画出输出波形的时域与频