数字信号处理课程设计

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1、《数字信号处理》课程设计报告任课教师：王晓君指导教师：王晓君学生学号：130701213学生姓名：田继辉所学专业：电信1322016年1月8日16课程设计成绩评定表学生姓名田继辉学号130701213成绩专业班级电信132起止时间2016.1.6至2016.1.9设计题目设计一DFT在信号频谱分析中的应用设计四离散时间系统频域分析指导教师评语指导教师：年月日16目录一、设计题目3二、设计目的3（一）DFT在信号频谱分析中的应用3（二）离散时间系统频域分析3三、设计原理3（一）DFT在信号频谱分析中的应用3（二）离散时间系

2、统频域分析3四、实现方法3（一）DFT在信号频谱分析中的应用3（二）离散时间系统频域分析4五、设计内容及要求4（一）DFT在信号频谱分析中的应用41、编写计算序列x(n)的N点DFT的m函数文件42、分析离散确定信号的幅频图53、研究高密度谱与高分辨率频谱8（二）离散时间系统频域分析111、编写计算N阶差分方程所描述系统频响函数的m函数文件112、构造N阶数字低通滤波器的差分方程113、改变系数转为数字高通、全通滤波器12六、设计结果及改进建议14（一）DFT在信号频谱分析中的应用14（二）离散时间系统频域分析14七、回

3、答思考题14（一）DFT在信号频谱分析中的应用14（二）离散时间系统频域分析15八、设计体会15九、参考文献1616一、设计题目设计一DFT在信号频谱分析中的应用设计四离散时间系统频域分析二、设计目的（一）DFT在信号频谱分析中的应用1、熟悉DFT的性质。2、加深理解信号频谱的概念及性质。3、了解高密度谱与高分辨率频谱的区别。（二）离散时间系统频域分析1、学习离散时间系统频率特性的计算方法。2、深刻理解离散时间系统频率特性与滤波特性的关系。3、掌握离散时间系统的系统参数、系统零极点及系统频率特性间的关系。三、设计原理（一

4、）DFT在信号频谱分析中的应用1、学习用DFT和补零DFT的方法来计算信号的频谱。2、用MATLAB语言编程来实现，在做课程设计前，充分预习课本DTFT、DFT及补零DFT的有关概念，熟悉MATLAB语言，独立编写程序。（二）离散时间系统频域分析1.用MATLAB语言编程分析数字滤波器的各种滤波特性及其相关的参数。2.充分预习相关理论知识，理解低通、高通、全通滤波器的工作原理。四、实现方法MATLAB语言由美国的CleverMoler博士于1980年开发；集科学计算、图象处理；声音处理于一身，并提供丰富的Windows图

5、形界面设计方法；被称为第四代编程语言，程序简洁、可读性很强而且调试十分容易；可以指令驱动模式和程序文件模式工作。（一）DFT在信号频谱分析中的应用因直接计算DFT变换的运算量很大，因此常用快速傅里叶算法FFT代16替DFT变换。此题目调用到MATLAB内部的FFT函数。（二）离散时间系统频域分析首先构造N阶差分方程，使该差分方程为数字低通滤波器；进而改变差分方程的系数，使之为数字高通滤波器；重新改变差分方程的系数，使之为数字全通滤波器，从而计算N阶差分方程所描述系统频响函数H。一、设计内容及要求（一）DFT在信号频谱分析

6、中的应用1、编写计算序列x(n)的N点DFT的m函数文件用MATLAB语言编写计算序列x(n)的N点DFT的m函数文件DFTmatlab.m，并与MATLAB中的内部函数文件fft.m作比较。%DFTmatlab.mfunction[q]=DFTmatlab(xn,N)n=[0:1:N-1];%n取0到N-1k=[0:1:N-1];WN=exp(-j*2*pi/N);%求WNnk=n'*k;WNnk=WN.^nk;q=xn*WNnk%求出xn的DFT表达式DFT与FFT计算时间比较的源程序：%TimeCompare.m%

7、DFT与FFT计算时间比较dft_time=zeros(1,100);%零矩阵：zeros(m,n),zeros(m)forn=1:100;t=clock;%clock:将当前时间作为日期向量返回a=sin(n)+cos(n);DFTmatlab(a,n);dft_time(n)=etime(clock,t);%etime:消耗的时间end;n=1:100;subplot(1,2,1);%分割图形窗口plot(n,dft_time,'.');%plot绘制二维曲线xlabel('N');ylabel('time/s');

8、%图形标注:x轴说明：y轴说明title('DFT');%图形名称fft_time=zeros(1,100);forn=1:1:100;t=clock;16a1=sin(n)+cos(n);fft(a1);fft_time(n)=etime(clock,t);end;n=1:100;subplot(1,2,2);pl