数字信号课程设计报告--基于DSP的数字信号发生器

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1、数字信号课程设计课题：基于DSP的数字信号发生器学校：闽江学院系别：计算机与科学系专业年级：12通信工程组长：指导老师：实验时间：2015年1月5日至2015年1月9日目录摘要3引言3一、课程设计的任务4二、课程设计原理4182.1设计原理42.2波形的实现5三、课程设计过程73.1GUI界面的设计73.2MATLAB编程8四、课程设计实验结果及存在问题94.1输出波形94.2存在问题11五、课程设计心得125.1小组总结125.2组员总结13附录：14参考文献18摘要数字信号处理器（DSP）是在模拟信号变成数字信

2、号以后进行高速实时处理的专业处理器,是一种基于软硬件结合实现的函数波形18产生仪器，它在工程分析和实验教学中有着广泛应用。MATLAB是一个数据分析和处理功能十分强大的工程实用软件，它的数据采集工具箱为实现数据的输入和输出提供了十分方便的函数和命令。针对设计，采用了一种以MATLAB软件制作GUI界面为仿真平台的实验，本课程设计介绍了周期性正弦波、方波、三角波、锯齿波、脉冲信号产生的算法。首先介绍了信号的产生原理，接着详细阐述系统的设计，最后通过实验生成波形。结合原理，应用MATLAB软件编程完成了这些信号发生器的

3、设计。引言随着现代科学技术的发展，工程中越来越多的工作需要借助计算机来实现，信号发生器原本是模拟电子技术发展的产物，到后来的数字信号发生器可以通过软件来实现，本课程设计将给出通过计算机软件仿真技术实现数字信号发生器的功能。信号发生器是一种常用的信号源，广泛应用于电子技术实验、自控系统和科学研究等领域。然而以Matlab为代表的软件的出现，轻松地用软件仿真技术解决了这些问题。一、课程设计的任务课程设计题目：基于DSP的数字信号发生器主要内容：设计数字信号发生器，能够根据需要产生一定频率范围，一定振幅，相位可调节的特定

4、信号波形，并显示及保存。设计要求：181、能产生周期性正弦波、方波、三角波、锯齿波以及用户自己编辑的特定波形；2、输出信号的频率范围为100Hz~200Hz，且输出频率可以调节；3、输出振幅和相位可以调节；4、（提高部分）波形能保存，能实时调节显示；5、编制DUI用户界面；6、（提高部分）其他功能自由发挥；7、按要求完成设计报告。主要仪器设备：计算机，MATLAB仿真软件二、课程设计原理2.1设计原理通常的数字信号发生器一般可产生正弦信号、方波信号、三角波信号、锯齿波信号等。此时的数字信号又可称为离散信号，即时间为

5、离散变量的信号。它只在离散时间上给出函数值，是时间上不连续的“序列”。离散时间的间隔是均匀的，以Δt表示。Δt的值有信号的采样率fs决定。为保证采样后信号能真实的保留原始模拟信号信息，信号采样频率必须至少为原信号中最高频率成分的2倍。这是采样的基本法则，称为采样定理。MATLAB程序提供了常用的各种基本信号的生成函数。我们设计模拟的信号自己使用了MATLAB提供的函数，为了模拟信号发生器的设置，设计也将常用的信号的副职、频率、相位设计成可调节的。182.2波形的实现(1)正弦信号的实现正弦波信号的数字表达式如下所示

6、：（1）其中：A为幅值；f为频率；为相位。在MATLAB中，将时间变量离散化并构成一个意味数组，如下式所示：（2）其中：fs为采样频率。相应的正弦波信号的而数字信号表达式如下表示：（3）幅值、频率、相位参数可以由用户界面上的滑动条或编辑框输入。在分别得到t和y的离散值后，用plot作图函数即可获得波形显示。(2)方波信号的实现在MATLAB中，可以用square函数自己生成一个方波信号，其函数原型为y=square(t,duty),该函数可生成一个周期为2π,峰值为±1，占空比为duty的方波，duty的默认值为5

7、0%。利用该函数，可得到幅值、频率、相位可调的方波信号函数如下：（4）(3)三角波信号的实现在MATLAB中，可以用sawtooth函数直接生成一个三角波信号，其函数原型为y=sawtooth(t,width),该函数可生成一个周期为2π18,峰值为±1，最大值出现在2π×width位置的三角波。利用该函数，可得到幅值、频率、相位可调的三角波信号函数如下：（5）(4)锯齿波信号的实现将式（3）中sawtooth函数中的width参数值设为1，即可得到锯齿波。利用该函数得到的幅值、频率、相位可调的锯齿波信号函数如下：

8、（6）（5）脉冲信号的实现考虑到脉冲信号与方波信号波形相似，所以以方波信号函数square函数为基础，将y=square(t,duty)函数值加1，即可得到最大值为2，最小值为0的脉冲波形，原函数的duty参数可以用来调节脉冲的宽度。利用该函数，得到的幅值、频率、相位可调的脉冲信号函数如下：y=A(square(2πft+φ，1)+1)/2（7）三、课程设计