数字信号处理报告

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1、课程设计报告课程名称数字信号处理课题名称多采样率数字信号处理在数字语音系统中的应用专业通信工程班级1181班学号姓名指导老师彭祯罗敬2013年9月1日湖南工程学院课程设计任务书课程名称数字信号处理课题多采样率数字信号处理在数字语音系统中的应用专业班级通信工程1181学生姓名学号指导老师审批任务书下达日期2013年9月1日任务完成日期2013年9月8日目录一、课程设计的性质与目的1二、课程设计题目12.1设计目的12.2设计要求12.3设计步骤1三、课程设计要求2四、设计进度安排2五、设计原理25.1巴特沃

2、斯低通滤波器的设计25.1.1常用设计巴特沃斯低通滤波器指标35.1.2设计巴特沃斯低通滤波器的方法如下：45.2采样定理45.2.1频混现象45.2.2采样定理55.3离散信号的抽取与内插55.3.1抽取与内插的时域描述5六、课题的功能模块的划分76.1语音信号的采样录音76.2对原始语音信号进行滤波器的设计76.3对滤波后的信号进行采样76.4对语音信号进行抽取与内插处理7七、主要功能的实现77.1对原始信号进行时域和频域的分析87.2对原始信号进行滤波87.4对语音信号进行抽取与内插处理107.5语

3、音信号的恢复10八、总结11九、附录12一、一、课程设计的性质与目的《数字信号处理》课程是通信专业的一门重要专业基础课，是信息的数字化处理、存储和应用的基础。通过该课程的课程设计实践，使学生对信号与信息的采集、处理、传输、显示、存储、分析和应用等有一个系统的掌握和理解；巩固和运用在《数字信号处理》课程中所学的理论知识和实验技能，掌握数字信号处理的基础理论和处理方法，提高分析和解决信号与信息处理相关问题的能力，为以后的工作和学习打下基础。数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统，通过对抽样数据进行数学

4、处理来达到频域滤波的目的。根据其单位冲激响应函数的时域特性可分为两类：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。二、课程设计题目题目：多采样率数字信号处理在数字语音系统中的应用2.1设计目的学习多采样率数字信号处理原理，采用整数因子抽取与整数因子内插来解决数字语音系统中的信号采样过程中存在的问题，并用MATLAB编程实现，加深对多采样率数字信号处理的理解。2.2设计要求编程实现数字语音系统中改进的发送端A/D转换方案；编程实现数字语音系统中改进的接收端D/A转换器方案；给出各个设计环节信

5、号的时域图及频域图。前置取样滤波A/D变换器数字信号处理器D/A变换器模拟滤波器模拟xa(t)模拟ya(t)采样→量化转换为模拟电平DSP2.3设计步骤(1)设计模拟预滤波器，其过渡带为4≤f≤12kHz。(2)以16kHz的采样率进行语音采样。(3)设计数字滤波器滤掉采样后频谱在4～12kHz的频带中发生的混叠。(4)按抽取因子D=2进行抽取，降低采样率，使得数据量不增加。13(1)按内插因子I=2进行内插，将采样率提高2倍。(2)设计模拟恢复低通滤波器恢复的语音信号。三、课程设计要求1、在一周内学生须

6、上机16小时以上，程序调试完后，须由指导老师在机器上检查运行结果，经教师认可后的源程序可通过打印机输出，并请教师在程序清单上签字。2、课程设计报告内容和格式：设计题目，设计的详细步骤，设计过程中的结果、图形等，设计总结。3、每组每人必须独立完成，成绩的考核按设计结果、答辩成绩及课程设计报告来综合评定。成绩分为优、良、中、及格、不及格五级分评定。4、指导教师：彭祯罗敬。四、设计进度安排通信工程1181:1周周一上午，E-410,布置课程设计任务，学生上机，按任务要求进行课程设计；分组选题；1周周二上午，E-

7、410,学生上机，按任务要求进行课程设计；分组选题；1周周三上午，E-410,学生上机，按任务要求进行课程设计；分组选题；1周周四上午，E-410,学生任务完成，答辩并提交课程设计报告。五、设计原理5.1巴特沃斯低通滤波器的设计巴特沃斯低通滤波器的幅度平方函数定义为（5-8）其中C为一常数参数，N为滤波器阶数，为归一化低通截止频率,。式中N为整数，是滤波器的阶次。N=4N=10N=210.707图5.1.1巴特沃斯低通滤波器的振幅特性13巴特沃斯低通滤波器在通带内具有最大平坦的振幅特性，这就是说，N阶低通

8、滤波器在处幅度平方函数的前2N-1阶导数等于零，在阻带内的逼近是单调变化的。巴特沃斯低通滤波器的振幅特性如图5所示。滤波器的特性完全由其阶数N决定。当N增加时，滤波器的特性曲线变得更陡峭，这时虽然由（5-8）式决定了在处的幅度函数总是衰减3dB，但是它们将在通带的更大范围内接近于1，在阻带内更迅速的接近于零，因而振幅特性更接近于理想的矩形频率特性。滤波器的振幅特性对参数N的依赖关系如图5-5所示。1图5.1.2巴特沃斯低通滤波