基于matlab数字信号处理实验平台设计毕业设计论文 精品

目录中文摘要 (i)英文摘要 ................................................................................................................................ I V 1 绪论 . (1)1.1 问题提出及研究意义 (1)1.2 设计的基本内容 (1)2 系统设计工具简介 (2)2.1 MATLAB概述 (2)2.2 图形用户界面(GUI)设计 (3)2.2.1 创建GUI的步骤 (3)2.2.2 GUI编程 (7)2.2.3 GUI的设计流程和设计原则 (8)2.2.4 控件的使用 (9)3 系统总体设计思路 (10)3.1 系统总体设计的步骤 (10)3.2 系统总体设计的结构 (10)4 系统图形用户界面设计 (13)4.1 图形用户界面外观设计 (13)4.1.1 控件对象 (13)4.1.2 控件属性的设置 (14)4.1.3 窗口属性的设置 (15)4.1.4 菜单的设计 (16)4.2 图形用户界面控件编程 (16)4.2.1 输入函数 (17)4.2.2 输出函数 (18)4.2.3 回调函数 (18)5 系统用户界面的实现 (18)5.1 引导模块 (19)5.1.1 回调函数的编写 (19)5.1.2 界面功能 (20)5.2系统说明模块 (20)5.3 主界面模块 (21)5.3.1 回调函数的编写 (21)5.3.2 界面功能 (21)5.4 基本信号的产生模块 (22)5.4.1 回调函数编写的基本原理 (22)5.4.2 界面功能 (24)5.4.3 界面使用演示 (25)5.5 序列基本计算模块 (25)5.5.1 回调函数编写的基本原理 (25)5.5.2 界面功能 (26)5.5.3 界面使用演示 (27)5.6 数据采集模块 (27)5.6.1 回调函数编写的基本原理 (27)5.6.2 界面功能 (28)5.6.3 界面使用演示 (29)5.7 卷积模块 (30)5.7.1 回调函数编写的基本原理 (30)5.7.2 界面功能 (30)5.7.3 界面使用演示 (30)5.8 傅里叶变换模块 (32)5.8.1 回调函数编写的基本原理 (32)5.8.2 界面功能 (32)5.8.3 界面使用演示 (33)5.9 Z变换模块 (35)5.9.1 回调函数编写的基本原理 (35)5.9.2 界面功能 (36)5.9.3 界面使用演示 (37)5.10 滤波器设计模块 (40)5.10.1 回调函数编写的基本原理 (41)5.10.2 界面功能 (43)5.10.3 界面使用演示 (43)致谢 (49)参考文献 (50)附录 (51)毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

Matlab数字信号处理实验报告本次实验使用MATLAB进行数字信号处理操作，目的是熟悉MATLAB中数字信号处理的相关工具箱，并进一步理解数字信号处理的基本概念和算法。

一、实验内容1.信号的生成与显示2.时域分析和频域分析3.滤波器设计4.数字滤波器性能分析二、实验步骤在MATLAB中，使用sawtooth函数生成一个锯齿波信号，并使用plot函数进行时域波形的显示。

代码如下：f = 1000;fs = 40000;t = 0:1/fs:0.01;y = sawtooth(2*pi*f*t);plot(t,y);xlabel('Time (s)');ylabel('Amplitude');title('Sawtooth Wave');时域分析包括波形的观察和参数分析，如幅值、均值、方差等。

频域分析则是对信号进行傅里叶变换，得到其频谱图，包括频率分布和强度分布。

%时域分析amp = max(y)-min(y);mean_y = mean(y);var_y = var(y);设计一个低通滤波器，将高于1kHz的频率成分滤掉。

对滤波后的信号进行时域分析和频域分析，比较滤波前后信号的特征参数和频谱特征，并绘制原始信号、滤波后信号及其频谱图。

subplot(2,2,1);plot(t,y);xlabel('Time (s)');ylabel('Amplitude');title('Sawtooth Wave');subplot(2,2,2);plot(t,y_filt);xlabel('Time (s)');ylabel('Amplitude');title('Sawtooth Wave After Filter');subplot(2,2,3:4);plot(f2,fft_y_filt,'r',f,fft_y,'g');xlabel('Frequency (Hz)');ylabel('Amplitude');title('Sawtooth Wave Spectrum Comparison');legend('After Filter','Before Filter');三、实验结果与分析通过生成并显示一段锯齿波信号，并对其进行时域和频域分析，可以得到该信号的关键信息，如幅值、均值、方差和频率分布特性。

数字信号处理课程设计报告题目：语音数字信号处理与分析及Matlab实现系别通信工程专业班级学生姓名学号指导教师提交日期摘要本次课程设计综合利用数字信号处理的理论知识进行语音信号的频谱分析，通过理论推导得出相应结论，再利用MATLAB作为编程工具进行计算机实现，从而加深对所学知识的理解，建立概念。

本次课程设计要求利用MATLAB对语音信号进行分析和处理，要求学生采集语音信号后，在MATLAB软件平台进行频谱分析；并对所采集的语音信号加入干扰噪声，对加入噪声的信号进行频谱分析，设计合适的滤波器滤除噪声，恢复原信号。

待处理语音信号是一个在20Hz～20kHz 频段的低频信号。

采用了高效快捷的开发工具——MATLAB，实现了语音信号的采集，对语音信号加噪声及设计滤波器滤除噪声的一系列工作。

利用采样原理设计了高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。

同学通过查阅资料自己获得程序进行滤波器的设计，能过得到很好的锻炼。

关键词：MATLAB 滤波器数字信号处理目录第一章绪论 (1)1.1 设计的目的及意义 (1)1.2 设计要求 (1)1.3 设计内容 (1)第二章系统方案论证 (3)2.1 设计方案分析 (3)2.2 实验原理 (3)第三章信号频谱分析 (6)3.1 原始信号及频谱分析 (6)3.2 加入干扰噪声后的信号及频谱分析 (7)第四章数字滤波器的设计与实现 (11)4.1 高通滤波器的设计 (11)4.2 低通滤波器的设计 (12)4.3 带通滤波器的设计 (15)4.4 带阻滤波器的设计 (16)第五章课程设计总结 (19)参考文献 (20)附录Ⅰ (I)附录Ⅱ (II)第一章绪论1.1 设计的目的及意义综合利用数字信号处理的理论知识进行语音信号的频谱分析，通过理论推导得出相应结论，再利用MATLAB作为编程工具进行计算机实现，从而加深对所学知识的理解，建立概念。

本设计采用了高效快捷的开发工具——MATLAB，实现了语音信号的采集，对语音信号加噪声及设计滤波器滤除噪声的一系列工作。

0.60007.0000-5.4000所以，X=[错误!未找到引用源。

]=[ 0.6000, 7.0000, -5.4000]’实验结果2：K=1.732051实验结果3：三曲线的对比图如下所示：图1.1 三曲线的对比实验二基于MATLAB信号处理实验xlabel('频率/Hz');ylabel('振幅/dB');title('布莱克窗的幅频特性');grid on;subplot(2,1,2);plot(f4,180/pi*unwrap(angle(H4)));xlabel('频率/Hz');ylabel('相位');title('布莱克窗的相频特性');grid on;六、实验结果实验结果2.1：图2-1 x(n)与y(n)的互相关序列图由实验结果可知，x(n)与y(n)的互相关只在区间[-4,8]上有能力，刚好是区间[-3,3]与右移后的区间[-1,5]两端点之和，与结论一致。

且互相关在2处达到最大。

实验结果2.2.1：其表示的差分方程为：y(n)-0.8145y(n-4)=x(n)+x(n-4)实验结果2.2.2：滤波器的幅频和相频图如下所示：图2-2 滤波器的幅频与相频图实验结果2.2.3：由下图实验结果可知，输出信号相对于输入信号有一小小的延迟，基本上x(n)的频点都通过了，滤波器是个梳状filter，正好在想通过的点附近相位为0，也就是附加延迟为0图2-3 滤波器的幅度和相位变化图2-4 两信号波形实验结果2.3：四种带通滤波器的窗函数的频率响应如下所示：图2-5 矩形窗的频率特性图2-6 汉宁窗的频率特性图2-7 海明窗的频率特性图2-8 布莱克曼窗的频率特性图3-1 加噪前、后图像对比图3-2 加椒盐噪声的图像均值滤波前、后的图像对比图3-3 加椒盐噪声的图像中值滤波前、后的图像对比图3-4加高斯噪声的图像均值滤波前、后的图像对比图3-5 加高斯噪声的图像中值滤波前、后的图像对比实验结果3.2：图3-6 原图及重构图像图3-7 程序运行结果由实验结果可知，当DCT变换的系数置0个数小于5时，重构图像与原图像的峰值信噪比为2.768259，重构图像置为0的变换系数的个数个数为：43.708737；当DCT变换的系数置0个数小于10时，重构图像与原图像的峰值信噪比15.922448，重构图像置为0的变换系数的个数个数为：36.110705；当DCT变换的系数置0个数小于5时，重构图像与原图像的峰值信噪比为2.768259，重构图像置为0的变换系数的个数个数为：30.366348；可以发现，在抛弃部分DCT系数后，重构图像时不会带来其画面质量的显著下降，采用这种方法来实现压缩算法时，可以通过修改mask变量中的DCT系数来更好地比较仿真结果。

本科毕业设计论文题目：基于matlab数字信号处理实验平台设计摘要matlab 软件是由MathWork 公司于1984 年推出的数学软件，最早的开发理念是提供一套完善的矩阵运算命令，随着数值运算需求的演变，Matlab 已经成为各种系统仿真，数字信号处理和可视化的标准语言，已是目前国际上最为流行的软件之一。

它是众多科研工作者和工程设计人员的首选工作平台，掌握 Matlab 的使用，对于拓宽学生就业选择面，也有较大帮助。

数字信号处理是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。

它是把数字或符号表示的序列，通过计算机或专用处理设备，用数字的方式进行处理，以达到更符合人们要求的信号形式。

它可以将自然界的模拟、连续的信号进行抽样、量化转换为数字信号，再进行滤波、变换、估值、增强、压缩、及识别等处理。

随着计算机技术和大规模集成电路的飞速发展，数字信号处理技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。

本文主要是介绍matlab在数字信号处理中的运用，包括用matlab表示和实现离散时间和系统。

典型信号的产生和信号运算子函数，在数字信号处理理论和matlab信号处理工具箱的基础上编写子函数，子函数包括:信号的加、乘、位移和卷积运算.matlab在Z变换、傅立叶变换中的应用。

用matlab实现极点留数分解、Z 反变换、求数字滤波器的频率响应、绘制滤波器的零极点图、快速傅里叶变换和反变换、线性调频Z 变换、离散余弦正变换和反变换等。

基于matlab 的IIR数字滤波器的设计。

基于matlab的FIR滤波器的设计。

本文的目的是把实验器材搬上电脑屏幕上，由于时间有限，本文只是用matlab设计一个简单的平台，这个平台可以一些简单的数字信号处理实验。

关键词：matlab，数字信号处理，新兴ABSTRACTMatlab software is launched in 1984 MathWork mathematical software. The first development philosophy is to provide a complete matrix operations command.With the evolution of numerical computing needs, matlab has become a variety of system simulation, digital signal processing and visualization of the standard language.It is the international one of the most popular software.With a wide range of systems analysis to solve problems,it is one of many scientists and engineers working platform of choice for designers and master the use of matlab, and is helpful to students to broaden employment options for the surface.Digital signal processing is a widely used but many disciplines involved in many areas of emerging disciplines. It is the sequence of numbers or symbols, or special handling by computer equipment, processed using digital means to achieve more in line with the requirements of the signal form of the people.It can be analog in nature, continuous signal sampling, quantization is converted to digital signals, then the filter, transform, valuation, enhancement, compression, and recognition processing.With the computer technology and the rapid development of large scale integrated circuit, digital signal processing technology has also been rapid development and wide application.Matlab in this paper is to introduce the use of digital signal processing,including the use of the discrete time representation and matlab and systems. A typical signal generation and signal operation Functions, in digital signal processing theory and signal processing toolbox of matlab based on the preparation of Functions, Functions include: the signal of the addition, multiplication, shift and parity Convolution. matlab in the Z transform, Fourier transform of. Achieved by pole residues decomposition matlab, Z inverse transform, find the digital filter frequency response, pole-zero filter to draw maps, fast Fourier transform and inverse transform, chirp Z transform, discrete cosine transform and inverse transform is And so on. IIR digital filter design based on matlab. FIR filter design based on matlab.it is to test equipment onto a computer screen, due to time constraints, this is just a simple design with matlab platform, the platform can be some simple digital signal processing experiments.Keywords: matlab, digital signal processing, new目录第一章绪论 (4)1.1研究的意义和背景 (4)1.2研究的目的 (4)1.3研究的内容 (5)1.4国内外研究发展情况 (5)第二章matlab的介绍 (7)2.1 matlab 简介 (7)2.2 matlab语言的发展历程和影响 (7)2.3 matlab语言的特点 (7)2.4 matlab的工作环境 (8)2.5 工作环境的特点 (8)第三章用MATLAB表示和实现离散时间系统 (9)3.1时域离散系统 (9)3.1.1系统的线性性质 (9)3.1.2系统的时不变特性 (9)3.1.3系统的因果性 (9)3.1.4系统的稳定性 (9)3.1.5系统的冲激响应 (10)3.1.6卷积的性质 (10)3.2 matlab在离散系统中的应用 (10)3.2.1 matlab 在离散系统时域分析中的应用 (10)3.2.2 Matlab 在离散系统Z 域分析中的应用 (12)3.2.3DCT变换及在matlab中的实现 (16)3.3本章小结 (17)第四章基于matlab数字信号处理虚拟实验仿真平台的实现 (18)4.1界面的设计方法 (18)4.1.1句柄图形及图形用户界面 (18)4.1.2 GUIDE的设计过程 (18)4.1.3基于matlab的数字信号处理虚拟实验仿真平台主界面 (19)4.2实验仿真平台的特点 (28)4.3本章小结 (28)第五章总结与展望 (30)5.1总结 (30)5.2展望 (30)参考文献 (32)致谢 (33)毕业设计小结 (34)第一章绪论1.1研究的意义和背景matlab是一个高性能的科学计算软件，广泛应用于数学计算、算法开发、数学建模、系统仿真、数据分析处理及可视化、科学和工程绘图、应用系统开发等。

基于MATLAB的数字信号处理实现数字信号处理是信号处理中的一个重要分支，随着数字信号处理技术的不断发展和完善，数字信号处理在科学研究、工程设计等领域都有着广泛的应用。

MATLAB作为一种常用的数字信号处理软件，可以方便地实现数字信号处理的各种算法。

本文将从数字信号处理的概念、MATLAB的基本操作和数字信号处理算法实现三个方面来介绍基于MATLAB的数字信号处理实现。

一、数字信号处理概述数字信号处理是指将模拟信号转换为数字信号，并对数字信号进行滤波、压缩、降噪等处理的一种信号处理方法。

数字信号处理的应用范围广泛，如通信系统、音频信号处理、图像处理等领域。

数字信号处理的基本步骤包括采样、量化、编码和数字滤波等。

二、MATLAB的基本操作MATLAB是一种常用的数字信号处理软件，可以方便地实现数字信号处理算法。

在使用MATLAB进行数字信号处理时，需要掌握一些基本操作，如矩阵运算、图像处理等。

（一）矩阵运算MATLAB中的基本数据类型是矩阵，因此矩阵运算是MATLAB中的基本操作之一。

MATLAB支持加、减、乘、除等基本运算符号，例如：A = [1 2; 3 4];B = [5 6; 7 8];C = A + B;D = A * B;E = A' ;disp(C);disp(D);disp(E);上述代码将两个矩阵相加、相乘，并求矩阵的转置，最后输出结果。

（二）图像处理MATLAB提供了强大的图像处理功能，可以对图像进行各种处理。

如读取图像、调整亮度和对比度、滤波等。

下面是一个简单的读取图像并显示的例子。

A = imread('peppers.png');imshow(A);上述代码从文件中读取一个图像，并使用MATLAB自带的imshow函数显示该图像。

三、数字信号处理算法实现在MATLAB中，可以方便地实现各种数字信号处理算法。

例如，信号滤波、频率分析、小波分析等。

下面将分别介绍这些算法的实现方法。

分类号编号一、毕业论文的目的通过本次毕业设计的完成，锻炼学生综合运用所学知识进行实践的能力，提高学生自学新知识、掌握新技术的能力，培养学生的创新意识和创新能力，并通过毕业设计论文的完成提高学生知识表达，语言组织的水平，使学生的科研水平上一个层次。

二、主要内容通过研究利用MATLAB实现基本序列的计算、基本信号的产生、离散傅里叶变换、数字滤波器设计等实验，让基于MATLAB的教学实验系统更具体化，充分利用MATLAB 仿真软件以加深对课程原理和方法的理解。

三、重点研究问题1.分析基本信号的产生、序列的基本运算和傅里叶变换、滤波器设计等实验；2.使用MATLAB编辑GUI界面，设计出对信号的系统分析、离散傅里叶变换和数字滤波器等并进行仿真；四、主要研究方法1.研究分析数字信号处理实验；2.利用MATLAB这个平台，设计各个实验的GUI界面；3.使用MATLAB进行设计，调试，收集并分析数据。

五、论文成果要求1.翻译外文资料，要求不少于2000汉字；2.给出实现基本信号的产生、序列的基本运算、离散傅里叶变换等实验的设计程序（正常运行）及分析结果；3.提交正文在10000字以上毕业设计说明书，要求格式规范，文字叙述严谨流畅，图形图表清晰美观，正文中应包括目录、中英文摘要、序言、研究内容、参考文献等。

六、时间安排第1~2周：实习；第3~4周：查阅参考文献、写开题报告；第5周：进行理论分析第6周：进行基本信号的产生、基本序列运算、傅里叶变换、数字滤波器等实验分析；第7周：进行数字滤波器等实验的设计；第8~9周：具体编程、调试；第10~11周：建立GUI界面，对结果进行分析；第12~13周：外文翻译、撰写论文；第14周：提交论文、准备答辩，组织预答辩；第15周：答辩。

七、参考书目1、数字信号处理2、MATLAB教程3、MATLAB在数字信号处理中的应用4、MATLAB图形技术5、MATLAB 7.X界面设计与编译技巧华北水利水电学院本科生毕业设计（论文）开题报告2010年3 月19日目录摘要 (1)Abstract (2)第1章绪论 (3)1.1 课题研究的背景及意义 (3)1.2 教学实验系统简介 (3)1.3 设计的目标任务 (4)第2章数字信号处理与开发环境的简介 (5)2.1 数字信号处理的简介 (5)2.2 MATLAB简介与特点 (6)2.2.1 MATLAB的简介 (6)2.2.2 MATLAB的特点 (6)第3章实验系统方案设计 (9)3.1 系统的基本模块 (9)3.2系统设计步骤 (10)3.2.1创建GUI (10)3.2.3 写回调函数CallBack (12)3.2.4 句柄图形之间的层次关系 (13)3.2.5 获取与设置对象属性 (14)第4章系统界面设计 (15)4.1 系统的GUI界面 (15)4.2 实验主界面 (16)4.3 实验子界面 (18)第5章系统实验的具体内容 (21)5.1基本信号的产生 (21)5.2 序列的基本运算 (22)5.3 离散傅里叶变换 (24)5.4 卷积运算 (26)5.5数字滤波器设计 (27)5.6 数字系统的结构 (28)5.6.1级联型滤波器 (28)5.6.2格型滤波器 (29)5.7 多速率信号处理基础 (30)5.7.1设计多带FIR滤波器 (30)5.7.2设计等波纹FIR滤波器 (32)第6章总结 (33)参考文献 (34)致谢 (35)附录1：外文文献和翻译 (36)外文原文 (36)外文翻译 (40)附录2：程序 (43)摘要随着信息技术的不断发展，数字信号处理已成为一个极其重要的学科和技术领域，在通信、语音、图像、遥感、生物工程等众多领域得到了广泛的应用。