數(shù)字課程設(shè)計(jì)

1、數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)學(xué)院：信息工程學(xué)院班級(jí)：信息081班姓名：# 學(xué)號(hào)：#課程設(shè)計(jì)目的：通過此次課程設(shè)計(jì)使同學(xué)們加深對(duì)數(shù)字信號(hào)課程所學(xué)的知識(shí)的理解，鞏固課堂上所學(xué)習(xí)的知識(shí)并熟悉其應(yīng)用，并通過實(shí)際操作熟練掌握Matlab軟件的應(yīng)用，掌握用Matlab實(shí)現(xiàn)信號(hào)仿真及計(jì)算的方法及各種函數(shù)。課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：一.用 Matlab產(chǎn)生下列信號(hào)并與人工分析結(jié)果進(jìn)行比較x(t)=cos(2t)+ cos(20t) 0<t<5二.用 DFT計(jì)算下列信號(hào)的頻譜：x(t)=5cos(t/8+/4)三.已知某LTI系統(tǒng)的微分方程為 2 y(t)+y(t)+8 y(t)=x(t) ,用Matlab求該系統(tǒng)的單

2、位沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)，并與理論值進(jìn)行比較。四.設(shè)計(jì)一個(gè)帶通數(shù)字濾波器，使之滿足：通帶：0.25<= w <=0.35 ;wl=0.2 ; wu=0.4;Ap=0.8dB ; Ar=60dB ;五.某隨機(jī)信號(hào)由兩余弦信號(hào)與噪聲組成：xk=cos(20k)+ cos(40k)+sk ,sk為均值為0 ，方差為1的高斯白噪聲（1） 繪制此隨機(jī)信號(hào)的時(shí)域波形 ；（2） 分別用周期圖法、平均周期圖法和Welch分析該序列的功率譜估計(jì)。課程設(shè)計(jì)步驟及結(jié)果：一、程序代碼：t=-2:0.01:2;x=cos(2*t)+cos(20*t);plot(t,x)圖形：二.程序代碼：T0=16;N=20;

3、T=T0/N;t=0:T:T0;x=5*cos(pi/8*t);X=1/N*fft(x,N);f=1/T/N*(-N/2:(N/2-1);%N,f=1/T/N*(-(N-1)/2:(N-1)/2);subplot(2,1,1);stem(f,abs(fftshift(X);xlabel('Frequency(Hz)');ylabel('magnitude');subplot(2,1,2);stem(f,angle(fftshift(X);xlabel('Frequency(Hz)');ylabel('phase');圖形：三.程序

4、代碼：b=1;a=2 1 8;t=0:0.1:10;y=impulse(b,a,t);y1=step(b,a,t);subplot(2,1,1);plot(t,y);title('沖激響應(yīng)');subplot(2,1,2);plot(t,y1);title('階躍響應(yīng)');圖形：四.程序代碼：%（1）給定數(shù)字頻率指標(biāo) 設(shè)計(jì)帶通濾波器 omega0=0.5*pi; %通帶中心頻率 omegac1=0.25*pi; omegac2=0.35*pi; Apmax=0.8; %通帶截頻 omegar1=0.2*pi; omegar2=0.4*pi; Armin=60;

5、%阻帶截頻T=5*pi*10(-6); %取樣間隔 %（2）用雙線性變換法設(shè)計(jì)濾波器 % 1）按給定數(shù)字頻率求得相應(yīng)的模擬角頻率：頻率預(yù)畸變 wc1=(2/T)*tan(omegac1/2); wc2=(2/T)*tan(omegac2/2); wr1=(2/T)*tan(omegar1/2); wr2=(2/T)*tan(omegar2/2);w0=(2/T)*tan(omega0/2); B=wc2-wc1; % 2) 將指標(biāo)轉(zhuǎn)換為歸一化模擬低通頻率指標(biāo) norm_wr1=(wr12)-(w02)/(B*wr1); norm_wr2=(wr22)-(w02)/(B*wr2); norm_w

6、c1=(wc12)-(w02)/(B*wc1); norm_wc2=(wc22)-(w02)/(B*wc2); % 3) 設(shè)計(jì)歸一化模擬低通濾波器確定歸一化截頻： if (abs(norm_wr1)-abs(norm_wr2)>0 norm_wr=abs(norm_wr2); else norm_wr=abs(norm_wr1); end norm_wc=1; % 確定歸一化模擬低通濾波器階數(shù)： N=buttord(norm_wc,norm_wr,Apmax,Armin,'s'); % 設(shè)計(jì)歸一化模擬低通濾波器： b_LP,a_LP=butter(N,norm_wc,&#

7、39;s'); % 4) 把歸一化模擬低通濾波器轉(zhuǎn)換為模擬帶通濾波器 b_BP,a_BP=lp2bp(b_LP,a_LP,w0,B); % 5) 轉(zhuǎn)換為數(shù)字濾波器 Fs=1/T; b,a=bilinear(b_BP,a_BP,Fs); w=linspace(0,2*pi,500); h=freqz(b,a,w); plot(w,20*log10(abs(h); axis(0,2*pi,-120,20); grid xlabel('frequency (rad)'); ylabel('gain (dB)'); sys=tf(b,a,T) 圖形：五.程序代碼

8、：Fs = 1000; % 抽樣頻率 t = 0:1/Fs:1; % 抽樣時(shí)間 xn =cos(20*pi*t) + cos(40*pi*t) + randn(size(t); % 粗略地估計(jì)xn 的功率譜，做N=1024 點(diǎn)FFT： Pxx = abs(fft(xn,1024).2/1001; subplot(2,2,1);plot(t,xn); xlabel('隨機(jī)信號(hào)');grid on; subplot(2,2,2);plot(0:1023*Fs/1024,10*log10(Pxx);xlabel('利用公式'); grid on; window=box

9、car(1001); Pxx1,F = periodogram(xn,window,1024,Fs); subplot(2,2,3);plot(F , 10*log10(Pxx1); xlabel ('利用函數(shù)periodogram'); grid on; noverlap=500; Pxx2,F = psd(xn, 1024,Fs, window, noverlap); subplot(2,2,4);plot(F , 10*log10(Pxx2); xlabel ('利用函數(shù)psd'); grid on; 圖形：課程設(shè)計(jì)總結(jié)： 經(jīng)過一周的時(shí)間，我們結(jié)束了這次課程設(shè)計(jì)，課程設(shè)計(jì)的目的基本完成 。通過這次課程設(shè)計(jì)，不但使我加深了對(duì)以前知識(shí)的理解和鞏固，還是我學(xué)到了許多新知識(shí)。在課程設(shè)計(jì)中，第一章是信號(hào)的時(shí)域分析，這一章中我學(xué)會(huì)了用Matlab產(chǎn)生常用的連續(xù)時(shí)間信號(hào)及離散時(shí)間序列。第二章是信號(hào)的頻域分析，我學(xué)會(huì)了用Matlab中的函數(shù)求連續(xù)時(shí)間信號(hào)的頻譜，還學(xué)會(huì)了用DFT分析離散序列的頻譜并用