数字信号重采样技术的分析与仿真

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1、课程设计课程设计名称：数字信号处理专业班级：学生姓名：学号：指导教师：课程设计时间：2013年6月数字信号处理专业课程设计任务书学生姓名专业班级学号题目数字信号重采样技术的分析与仿真课题性质工程技术研究课题来源自拟课题指导教师李相国同组姓名主要内容设计一个数字序列，分析其频谱特征；对该序列进行增采样处理，分析处理后的频谱特征；对该序列进行减采样处理，分析处理后的频谱特征。任务要求1.设计一个数字序列，分析其频谱特征；2.进行增采样处理（M=2），分析处理结果的频谱特征；3.进行减采样处理（D=2），分析处理结果的频谱特征；4.给出上述实验的图示结果。参考

2、文献[1]胡广书.数字信号处理—理论、算法与实现[M].北京:清华大学出版社,1997.[2]R.Lyons.UnderstandingDigitalSignalProcessing[M].2nded.PrenticeHallPTR.,2004.[3]A.V.奥本海姆,R.W.谢弗andJ.R.巴克.离散时间信号处理[M].第二版.西安交通大学出版社,2001.[4]S.K.Mitra.DigitalSignalProcessing:AComputer-BasedApproach[M].3rded.McGraw-Hill,2005.审查意见指导教师签字：

3、教研室主任签字：2013年6月23日111需求分析产生一个数字序列，分析其频谱特征；对该序列进行增采样处理，其中M=2，分析处理后的频谱特征；对该序列进行减采样处理，其中D=2，分析处理后的频谱特征。先是产生正弦序列，对其进行频谱分析。然后分别进行增采样和减采样处理从而得到它们的频谱特征。2概要设计首先产生一个复合正弦序列xx=sin(pi*n1/8)+2*sin(pi*n1*2/8)，然后对正弦序列x(n)进行DTFTX=x*exp(-j*n1'*w)，然后在序列x(n)的每两个样点之间插入两个零值样点,得扩张序列w(n)，即进行增采样处理，对扩张序列

4、w(n)进行低通滤波，经过处理得到减采样序列，再对其进行频谱处理。3运行环境本实验是在win7系统条件下应用matlab软件实现的。4开发工具和编程语言本次设计环境是在MATLAB下进行的，MATLAB包含的内容非常丰富。MATLAB中的信号处理工具箱内容丰富使用简便。在数字信号处理中常用的算法如FFT、DTFT、滤波器设计、参数模型等。在此环境系编写程序进行调用能够很方便准确将数字序列以及增减采样后的序列表现出来。而对它们进行频谱分析时更是简单易行，图形分明，一目了然。5详细设计n1=0:15;x=sin(pi*n1/8)+2*sin(pi*n1*2/

5、8);w=[0:1:500]*2*pi/500;X=x*exp(-j*n1'*w);magX=abs(X);产生复合正弦序列x(n)，并对正弦序列x(n)进行DTFT变换。x1=[100];11w1=x1'*x;w=(w1(:)');figure(2);subplot(211);stem(w);xlabel('n');ylabel('w(n)');title('x(n)的样点之间补两个零值样点');gridon;在序列x(n)的每两个样点之间插入两个零值样点,得扩张序列w(n)，即进行增采样处理。然后采用DTFT对其求频谱特性。Wk=fft(w);N=4

6、8;wc=pi/4;n3=0:N-1;r=(N-1)/2;hdn=sin(wc*(n3-r))/pi./(n3-r);%理想低通滤波器的冲激响应wn2=hamming(N);%Hamming窗hn2=3*hdn.*wn2';%将冲激响应序列加窗(Hamming窗),得序列hn2Hk=fft(hn2);%求hn2的DFTVk=Wk.*Hk;%对扩张序列w(n)进行低通滤波(使用经Hamming窗加窗的冲激响应序列)v=ifft(Vk,48);%进行IFFT运算,得滤波序列vy=v(1:4:length(v));%对滤波序列v进行抽取(因子D=2),得序列y

7、对于减采样减采样的本质是在频域中将频率轴扩展，原信号也伴随轴的扩展而横向拉伸，此时原信号间的频带空隙也被拉长，通过滤波作用，对原序列进行抽取采样，从而得到其频谱特性。6调试分析11当生成数字序列，对其进行频谱分析和增采样都没有多大问题，而在减采样过程中，因对其采样过程不是很清楚，从而导致采样过程不能够顺利进行，频谱特征也不能运算出来。通过查阅资料得知要对序列进行加窗处理从而才能够正确的得到减采样序列和频谱特征。7测试结果给定原序列及其频谱特征由下图可知11增采样和减采样序列和频谱图如下118参考文献[2]数字信号处理基础及MATLAB实现周辉董正宏北京希

8、望电子出版社[2]李永忠，几种小波变换的图像处理技术，西北民族学院学报（自然科学