下载文档原格式
数字信号处理基于计算机的方法第四版课程设计一、前言数字信号处理是现代信号处理学科中的重要分支之一，是测量、分析、运算、处理信号的数字技术的应用。
数字信号处理技术已经广泛的应用到无线通信、音频、视频、图像、地震勘探等领域。
本文介绍了数字信号处理基于计算机的方法第四版课程设计的要求、内容和实施方法。
二、课程设计要求2.1 设计目的数字信号处理课程设计的目的是为了让学生掌握数字信号处理相关的知识和技能，培养学生的实际应用能力，对数字信号处理技术有一个全面而深入的了解。
2.2 设计内容设计内容主要包括以下几个方面：1.综合运用MATLAB等软件进行数字信号处理算法分析，并实现基于MATLAB的信号处理程序。
2.理解数字信号处理的基本概念，数学模型和相关的数学工具。
3.分析各种数字滤波器的设计和性能评估方法。
4.探讨快速傅里叶变换(FFT)和傅里叶变换(FT)的基本原理和应用。
5.理解数字信号处理在实际应用中所需解决的问题及其解决方法。
2.3 设计形式课程设计采用小组合作形式，每个小组人数在3-4人范围内，进行课题研究。
三、课程设计实施方法3.1 课程设计分步骤3.1.1 第一步：主题选择小组负责人选取主题，并向指导教师提出初步方案，交流确定课题。
3.1.2 第二步：文献查阅小组按照确定的主题、方案进行文献查阅和综述，主要内容有：1.数字信号处理的基本概念、数学模型和相关的数学工具。
2.各种数字滤波器的设计和性能评估方法。
3.快速傅里叶变换(FFT)和傅里叶变换(FT)的基本原理和应用。
4.数字信号处理的实际应用领域及解决方法。
3.1.3 第三步：方案设计小组负责人制定详细的方案，确定实验方法和实验步骤，包括MATLAB算法的实现和程序编写，实现过程中需要考虑音频、视频、图像等方面。
3.1.4 第四步：软件实现根据方案设计实现算法，对程序进行编写、调试和优化以达到良好的运行效果。
需进行数值模拟和实验验证。
目录第1章需求分析----------------------------------------------------- 3 1.1设计题目------------------------------------------------------------------ 3 1.2设计要求------------------------------------------------------------------ 3 1.3系统功能分析-------------------------------------------------------------- 3第2章原理分析和设计-------------------------------------------- 4 2.1理论分析和计算------------------------------------------------------------ 4第3章详细设计----------------------------------------------------- 5 3.1算法设计思路-------------------------------------------------------------- 5 3.2对应的详细程序清单及程序注释说明------------------------------------------ 6第4章调试分析过程描述---------------------------------------- 10 4.1测试数据、测试输出结果--------------------------------------------------- 10 4.2程序调试过程中存在的问题以及对问题的思考--------------------------------- 13第5章总结-------------------------------------------------------- 15第1章需求分析1.1设计题目在Matlab 环境中，利用编程方法对FDMA通信模型进行仿真研究1.2设计要求1.2.1 Matlab支持麦克风，可直接进行声音的录制，要求至少获取3路语音信号。
数字信号教案高中生物
教学目标：
1. 了解数字信号的定义和特点。
2. 能够区分模拟信号和数字信号。
3. 掌握数字信号的传输方式和原理。
4. 能够应用数字信号在生活中的具体示例。
教学重点和难点：
重点：数字信号的特点和传输方式。
难点：区分模拟信号和数字信号的差异。
教学准备：
1. 准备幻灯片和课件。
2. 准备数字信号和模拟信号的示例。
3. 准备实物展示数字信号的设备。
4. 检查教室的设备是否齐全。
教学步骤：
一、导入新课
1. 利用实物展示数字信号的设备，引起学生的兴趣和好奇心。
2. 提出问题：你知道数字信号和模拟信号有什么区别吗？
二、讲解数字信号的概念和特点
1. 通过幻灯片介绍数字信号的定义和特点。
2. 分析数字信号和模拟信号的区别，包括精确度、传输方式等方面。
三、讲解数字信号的传输方式和原理
1. 通过实例说明数字信号的传输方式和传输原理。
2. 解释数字信号的编码和解码过程。
四、数字信号在生活中的应用
1. 展示数字信号在通讯、计算机等领域的应用案例。
2. 与学生一起讨论数字信号在生活中的重要性和作用。
五、巩固与拓展
1. 组织学生讨论数字信号和模拟信号的应用场景。
2. 布置作业：寻找生活中的数字信号和模拟信号的例子，并总结它们的特点。
教学反思：
通过本节课的学习，学生应该对数字信号有较为清晰的认识，并能够应用这些知识解决实际问题。
同时，教师需要引导学生积极思考和探索数字信号在生活中的广泛应用，以激发学生对科技的兴趣和热情。
数字信号处理-基于计算机的方法第三版下册课程设计1. 课程设计描述本次数字信号处理课程设计主题为基于计算机的方法第三版下册。
该课程设计旨在使学生掌握信号处理基础、数字滤波器、功率谱估计和信号模拟等方面的知识，强化学生的理论与实践能力。
课程设计内容包括以下方面：•熟悉数字信号处理的基本知识和基础概念；•掌握数字信号的采样与量化方法；•研究离散时间信号的表示方法；•学习离散时间信号的线性时间不变系统和差分方程；•掌握数字信号的离散时间傅立叶变换；•研究数字滤波器及其设计方法；•掌握数字信号的功率谱估计方法；•学习信号模拟以及在MATLAB和Python平台下的实现。
本次课程设计采用MATLAB和Python语言完成。
学生需完成课程设计中的实验实践部分，并提交实验报告。
2. 课程设计流程本课程设计共分为三个阶段，每个阶段的任务如下：阶段一：任务一：学习数字信号处理和离散时间信号的表示方法。
学生需实现离散时间信号及其线性时间不变系统，并用MATLAB和Python对其进行模拟，掌握信号模拟的基本方法。
任务二：学习离散时间傅立叶变换及其实现方法，掌握离散时间傅立叶变换的理论知识和编程实现。
学生需用MATLAB和Python分别实现离散时间傅立叶变换，并对其进行分析比较，加深对该变换的理解。
阶段二：任务一：学习数字滤波器的基础知识和设计方法，学生需实现IIR数字滤波器和FIR数字滤波器，并分析两种滤波器的性能指标。
采用MATLAB和Python实现该任务。
任务二：学习数字信号的功率谱估计方法，掌握各种估计方法的原理和实现步骤，采用MATLAB和Python对某一信号的功率谱进行估计和分析。
阶段三：任务一：实现数字信号处理的实际应用。
学生根据所学的知识，选择一个实际应用场景进行信号处理实践，并完成报告展示。
实践内容可以涉及语音处理、图像处理、雷达信号处理等。
3. 课程设计要求•学生需按时完成各个阶段的任务，并提交实验报告；•实验报告格式为Markdown文本格式，严格遵循实验报告模板，包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果以及思考问题等内容；•实验报告需在规定时间内提交；•实验成绩占本科总成绩的20%。
中南大学数字信号处理课程设计报告专业班级: 电信1303指导老师：姓名:学号:目录一、课程设计要求二、设计过程（1）设计题目（2）设计源代码（3）设计结果（4）结果分析三、设计总结与心得体会四、课程设计指导书一、课程设计要求1、课程设计指导书①《数字信号处理（第二版）》，丁玉美等，西安电子科技大学出版社；②《MATLAB 及在电子信息课程中的应用》，陈怀琛等，电子工业出版社。
2、课程设计题目⑴、信号发生器用户根据测试需要，可任选以下两种方式之一生成测试信号：①、直接输入（或从文件读取）测试序列；②、输入由多个不同频率正弦信号叠加组合而成的模拟信号公式（如式1-1 所示）、采样频率（Hz）、采样点数，动态生成该信号的采样序列，作为测试信号。
⑵、频谱分析使用FFT 对产生的测试信号进行频谱分析并展示其幅频特性与相频特性，指定需要滤除的频带，通过选择滤波器类型（IIR / FIR），确定对应的滤波器（低通、高通）技术指标。
⑶、滤波器设计根据以上技术指标（通带截止频率、通带最大衰减、阻带截止频率、阻带最小衰减），设计数字滤波器，生成相应的滤波器系数，并画出对应的滤波器幅频特性与相频特性。
①IIR DF 设计：可选择滤波器基型（巴特沃斯或切比雪夫型）；②FIR DF 设计：使用窗口法（可选择窗口类型，并比较分析基于不同窗口、不同阶数所设计数字滤波器的特点）。
⑷、数字滤波根据设计的滤波器系数，对测试信号进行数字滤波，展示滤波后信号的幅频特性与相频特性，分析是否满足滤波要求（对同一滤波要求，对比分析各类滤波器的差异）。
①IIR DF：要求通过差分方程迭代实现滤波（未知初值置零处理）；②FIR DF：要求通过快速卷积实现滤波（对于长序列，可以选择使用重叠相加或重叠保留法进行卷积运算）。
⑸、选做内容将一段语音作为测试信号，通过频谱展示和语音播放，对比分析滤波前后语音信号的变化，进一步加深对数字信号处理的理解。
3、具体要求⑴、使用MATLAB（或其它开发工具）编程实现上述内容，写出课程设计报告。
数字信号教案高中数学
【教学目标】
1. 了解数字信号的概念和特点；
2. 掌握数字信号的表示方法；
3. 学会数字信号的采样、量化和编码方法；
4. 了解数字信号在通信领域的应用。
【教学重点】
1. 数字信号的概念和特点；
2. 数字信号的表示方法；
3. 数字信号的采样、量化和编码方法。
【教学难点】
1. 数字信号的采样、量化和编码方法；
2. 数字信号在通信领域的应用。
【教学过程】
一、导入新课
老师介绍数字信号的概念和特点，引导学生思考数字信号与模拟信号的区别和联系。
二、数字信号表示方法
1. 二进制表示法：介绍二进制数的表示方法，并讲解二进制数与信号之间的关系；
2. 信号的采样、量化和编码：分别介绍信号的采样、量化和编码方法，并进行示范操作。
三、数字信号应用领域
1. 通信领域：介绍数字信号在通信领域的应用，如数字通信技术和数字电视等；
2. 其他领域：讨论数字信号在其他领域的应用，如数字信号处理和数字音乐等。
四、课堂练习
老师出示几道与数字信号相关的练习题，让学生巩固所学知识。
五、总结归纳
老师对本节课的重点知识进行总结，并鼓励学生对数字信号的学习继续深入思考。
【教学反思】
通过本节课的教学，学生能够初步了解数字信号的基本概念和特点，掌握数字信号的表示方法，以及了解数字信号在通信领域的应用。
在教学过程中，老师应该注重引导学生思考和独立思考能力的培养，激发学生学习数字信号知识的兴趣。
数字信号处理教程第五版教学设计课程简介本课程是数字信号处理教程的第五版，旨在教授数字信号处理的基础理论、算法和应用。
通过本课程的学习，学生将了解如何在数字领域中进行信号处理，包括滤波、采样、功率谱估计和谱分析等。
课程目标本课程的目标是：1.掌握数字信号处理的基本理论和概念。
2.熟悉数字信号处理中的常用算法和技术。
3.能够在实际应用中运用所学知识进行数字信号处理。
4.培养学生的理论研究和实践能力。
教学安排本课程将分为以下几个模块：第一模块：信号与系统基础本模块将讲解信号与系统的基础知识，包括信号的分类、信号的时域和频域表示、系统的线性性和时不变性等内容。
第二模块：离散信号与系统本模块将介绍离散信号和离散系统的基础知识，包括离散时间信号和连续时间信号的转换、离散时间系统和连续时间系统的转换、离散时间卷积和相关等内容。
第三模块：数字滤波器本模块将讲解数字滤波的基本概念和分类、实现数字滤波的不同方法、数字滤波器的设计和优化等内容。
第四模块：数字信号的采样和重构本模块将讲解数字信号的采样和重构，包括采样定理、插值和抽样等内容。
第五模块：功率谱估计和谱分析本模块将讲解数字信号的功率谱估计和谱分析，包括周期图和谱密度函数、特征值分解和Prony方法等内容。
教学方法本课程的教学方法主要采用讲授和实践相结合的方式。
其中，讲授部分将使用教材和辅助课件进行，包括教授基本概念、算法和应用；实践部分将开展编程实验和课程设计，引导学生解决实际问题，提高学生的独立思考和实践能力。
评估方式本课程的评估方式包括以下几个方面：1.考试成绩：占总成绩的50%。
2.实验成绩：占总成绩的30%。
3.课程设计成绩：占总成绩的20%。
总结本课程是一门重要的基础课程，对于数字信号处理及其应用的学习具有重要的意义。
希望学生通过本课程的学习，能够掌握数字信号处理的基本概念和方法，并在实际应用中发挥出所学知识的价值。
1温情提示各位同学：数字信号处理课程设计分基础实验、综合实验和提高实验三部分。
基础实验、综合实验是必做内容，提高实验也为必做内容，但是为六选一，根据你的兴趣选择一个实验完成即可。
由于课程设计内容涉及大量的编程，希望各位同学提前做好实验准备。
在进实验室之前对实验中涉及的原理进行复习，并且，编制好实验程序。
进入实验室后进行程序的调试。
4课程设计准备与检查在进实验室之前完成程序的编制，在实验室完成编制程序的调试。
在进行综合实验的过程中，检查基础实验结果；在做提高实验的过程中，检查综合实验结果；提高实验结果在课程设计最后四个学时中检查。
检查实验结果的过程中随机提问，回答问题计入考核成绩。
5实验报告格式一、实验目的和要求二、实验原理三、实验方法与内容（需求分析、算法设计思路、流程图等）四、实验原始纪录（源程序等）五、实验结果及分析（计算过程与结果、数据曲线、图表等）六、实验总结与思考6课程设计实验报告要求一、实验报告格式如前，ppt 第5页。
二、实验报告质量计10分。
实验报告中涉及的原理性的图表要自己动手画，不可以拷贝；涉及的公式要用公式编辑器编辑。
MATLAB 仿真结果以及编制的程序可以拷贝。
三、如果发现实验报告有明显拷贝现象，拷贝者与被拷贝者课程设计成绩均为零分。
四、实验报告电子版在课程设计结束一周内发送到指导教师的邮箱。
李莉：***************赵晓晖：*****************王本平：**************叶茵：****************梁辉：*******************7基础实验篇实验一离散时间系统及离散卷积实验二离散傅立叶变换与快速傅立叶变换实验三IIR 数字滤波器设计实验四FIR数字滤波器设计8实验一离散时间系统及离散卷积一、实验目的（1）熟悉MATLAB 软件的使用方法。
（2）熟悉系统函数的零极点分布、单位脉冲响应和系统频率响应等概念。
（3）利用MATLAB 绘制系统函数的零极点分布图、系统频率响应和单位脉冲响应。
《数字信号处理》课程教案数字信号处理课程教案第一部分：课程概述数字信号处理是现代通信和信号处理领域中的重要学科，本课程旨在介绍数字信号处理的基本概念和理论，并探讨其在实际应用中的应用和技术。
第二部分：教学目标1. 理解数字信号处理的基本原理和基础知识；2. 掌握数字信号的采样、量化和编码技术；3. 了解常见的数字滤波器设计方法；4. 学习数字信号处理中的快速傅里叶变换（FFT）算法；5. 探讨数字信号处理在音频、图像和视频信号处理中的应用。
第三部分：教学内容1. 数字信号处理基础知识1.1 数字信号与模拟信号的比较1.2 采样和量化1.3 数字信号编码1.4 常见信号的时域和频域表示2. 离散时间信号和系统2.1 离散时间信号的表示和性质2.2 线性时不变系统2.3 离散时间系统的性质和分类3. 离散时间系统的频域分析3.1 离散时间信号的傅里叶变换3.2 离散频域系统的频率响应3.3 滤波器的设计和实现4. 数字滤波器设计4.1 IIR滤波器的设计方法4.2 FIR滤波器的设计方法4.3 改进的滤波器设计方法5. 快速傅里叶变换（FFT）算法5.1 傅里叶变换的基本概念及性质5.2 离散傅里叶变换（DFT）及其性质5.3 快速傅里叶变换算法及其应用6. 数字信号处理在多媒体中的应用6.1 音频信号处理技术6.2 图像信号处理技术6.3 视频信号处理技术第四部分：教学方法1. 理论讲授与案例分析相结合，通过实际应用案例来深化理解；2. 课堂互动，鼓励学生提问和参与讨论；3. 实验操作，通过实际操作提升学生的实践能力；4. 小组合作，鼓励学生进行小组项目研究和报告。
第五部分：教学评估1. 平时表现：出勤、课堂参与和作业完成情况；2. 期中考试：对课程前半部分内容的回顾和检验；3. 实验报告：根据实验内容，撰写实验报告并提交；4. 期末考试：综合检验对整个课程的掌握情况。
第六部分：教材与参考书目主教材：《数字信号处理导论》（第四版），作者：约翰·G·普罗阿基斯；参考书目：1. 《数字信号处理》（第四版），作者：阿兰·V·奥泽；2. 《数字信号处理：实用方法与应用》（第三版），作者：埃密里奥·马其尔夏兰德。
数字信号处理课程大纲1. 引言1.1 课程背景1.2 目标与重要性2. 基本概念与原理2.1 数字信号处理的定义2.2 数字信号与模拟信号的区别2.3 采样与量化2.4 傅里叶变换与离散傅里叶变换2.5 系统与滤波器2.6 ADC与DAC3. 信号处理算法与技术3.1 时域信号处理3.1.1 卷积与相关3.1.2 窗函数方法3.2 频域信号处理3.2.1 频域滤波器设计3.2.2 快速傅里叶变换（FFT） 3.2.3 频谱分析3.3 时频域信号处理3.3.1 短时傅里叶变换（STFT） 3.3.2 小波变换3.3.3 Wigner-Ville变换3.4 数字滤波器设计方法3.4.1 FIR滤波器设计3.4.2 IIR滤波器设计4. 数字信号处理应用领域4.1 语音信号处理4.1.1 语音信号的采集与处理4.1.2 语音合成与识别技术4.1.3 语音编码与压缩4.2 图像与视频信号处理4.2.1 图像与视频的数字化表示 4.2.2 图像与视频的增强与滤波4.2.3 图像与视频的压缩与编码 4.3 生物医学信号处理4.3.1 EEG信号处理4.3.2 ECG信号处理4.3.3 医学图像处理4.4 视频与音频编码标准4.4.1 MPEG视频编码标准4.4.2 MP3音频编码标准5. 实验与项目5.1 实验室实践5.1.1 信号采集与处理实验5.1.2 数字滤波器设计实验5.1.3 声音合成与识别实验5.2 课程项目5.2.1 图像处理项目5.2.2 视频编码与传输项目5.2.3 生物医学信号处理项目6. 考核与评价6.1 实验报告与成绩6.2 课程论文撰写与评审6.3 期末考试形式6.4 课堂表现与参与度6.5 综合评价与反馈7. 参考书目7.1 数字信号处理教材7.2 相关学术论文7.3 专业参考书籍8. 结语以上为《数字信号处理课程大纲》的内容，通过本课程的学习，学生将掌握数字信号处理的基本概念与原理，了解数字信号处理算法与技术，并能在不同的应用领域中运用所学知识解决实际问题。
山西大学课程设计说明书题目名称：滤波器的设计课程名称：数字信号处理学院（系）：电子信息工程系专业：电子信息工程学号： 201515708102学生姓名：史韵指导教师：张玉华教师职称：讲师2017年 12月28日目录摘要 (2)第一章软件的介绍——MATLAB (3)第二章设计分析 (5)2.1理论依据 (5)2.2IIR数字滤波器的设计步骤 (5)2.3本课程设计设计思想 (6)第三章设计内容及结果 (6)3.1设计任务一 (6)3.1.1自行设计的连续时间信号： (6)3.1.2三种滤波器设计分析 (8)3.2设计任务二 (15)3.2.1数据的计算 (15)3.2.2编程代码 (15)3.2.3实验结果 (16)第四章结果分析及心得体会 (17)附参考文献 (17)摘要：数字技术的飞速发展，已经影响每一个人的生活，它不仅与国民经济息息相关，与国防建设紧密相连；而且直接或间接的影响或改变着我们的生产及生活方式，因此受到人们普遍的关注。
在信号处理过程中，所处理的信号往往混有噪音，从接受的信号中消除或减弱噪音是信号传输和处理中十分重要的问题。
根据有用信号和噪声的不同特性，提取有用信号的过程称为滤波，实现滤波功能的系统称为滤波器。
在近代电信设备和各类控制系统中，数字滤波器应用极为广泛，包括语音处理、图像处理、数字电视、生物医学处理等方面。
关键字：信号采样频谱分析滤波器的设计第一章软件的介绍——MATLABMATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。
它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。
MATLAB 可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连MATLAB开发工作界面接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB具有以下六个特点：1.编程效率高用MATLAB编写程序犹如在演算纸上排列出公式与求解问题，MATLAB语言也可通俗地称为演算纸式的科学算法语言。
由于它编写简单，所以编程效率高，易学易懂。
2.用户使用方便MATLAB语言把编辑、编译、连接和执行融为一体，其调试程序手段丰富，调试速度快，需要学习时间少。
它能在同一画面上进行灵活操作快速排除输入程序中的书写错误、语法错误以至语意错误，从而加快了用户编写、修改和调试程序的速度，可以说在编程和调试过程中它是一种比VB还要简单的语言。
3．扩充能力强高版本的MATLAB语言有丰富的库函数，在进行复杂的数学运算时可以直接调用，而且MATLAB的库函数同用户文件在形成上一样，所以用户文件也可作为MATLAB的库函数来调用。
因而，用户可以根据自己的需要方便地建立和扩充新的库函数，以便提高MATLAB使用效率和扩充它的功能.4．语句简单，内涵丰富MATLAB语言中最基本最重要的成分是函数，其一般形式为(a，6，c…)= fun（d，e ，f，…），即一个函数由函数名，输入变量d，e，f，…和输出变量a，b，c… .组成，同一函数名F，不同数目的输入变量（包括无输入变量）及不同数目的输出变量，代表着不同的含义。
这不仅使MATLAB的库函数功能更丰富，而大大减少了需要的磁盘空间，使得MATLAB编写的M文件简单、短小而高效。
5．高效方便的矩阵和数组运算MATLAB语言像Basic、Fortran和C语言一样规定了矩阵的一系列运算符，它不需定义数组的维数，并给出矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数，使之在求解诸如信号处理、建模、系统识别、控制、优化等领域的问题时，显得大为简捷、高效、方便，这是其它高级语言所不能比拟的。
6．方便的绘图功能MATLAB的绘图是十分方便的，它有一系列绘图函数（命令），使用时只需调用不同的绘图函数（命令），在图上标出图题、XY轴标注，格绘制也只需调用相应的命令，简单易行。
另外，在调用绘图函数时调整自变量可绘出不变颜色的点、线、复线或多重线。
第二章设计分析2.1理论依据理论上信号的采样要符合奈奎斯特采样定律，就是采样频率要高一点，一般为被采信号最高频率的2倍，只有这样，才能保证频域不混叠，也就是采样出来数字信号中包含了被采信号的所有信息，而且没有引入干扰。
这就是信号的时域采样。
频谱分析是指对信号进行频域谱的分析，观察其频域的各个分量的功率大小，其理论基础是傅立叶变换，现在一般采用数字的方法，也就是将时域信号数字化后做FFT，可以得到频域的波形。
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处理来达到频域滤波的目的。
可以设计系统的频率响应，让它满足一定的要求，从而对通过该系统的信号的某些特定的频率成分进行过滤，这就是滤波器的基本原理。
如果系统是一个连续系统，则滤波器称为模拟滤波器。
如果系统是一个离散系统，则滤波器称为数字滤波器。
2.2IIR数字滤波器的设计步骤（1）按照一定规则把给定的滤波器技术指标转换为模拟低通滤波器的技术指标；（2）根据模拟滤波器技术指标设计为响应的模拟低通滤波器；（3）根据脉冲响应不变法和双线性不变法把模拟滤波器转换为数字滤波器；（4）如果要设计的滤波器是高通、带通或带阻滤波器，则首先把它们的技术指标转化为模拟低通滤波器的技术指标，设计为数字低通滤波器，最后通过频率转换的方法来得到所要的滤波器。
2.3本课程设计设计思想首先利用MATLAB分别产生低频中频高频信号，然后进行叠加得到连续时间信号；对所产生的连续时间信号进行采样，得到数字信号；对信号进行FFT频谱分析，绘制其频谱图；根据信号频谱分析的结果，分别设计高通，低通，带通滤波器，得到滤波器的幅频及相频特性。
第三章设计内容及结果3.1设计任务一3.1.1自行设计的连续时间信号：低频分量x1(t)；中频分量x2(t)；高频分量 x3(t)；含有三种频率信号x(t)。
编程代码：所示内容为按照设计要求作出的三种频率分量，即低频、中频、高频分量，和一个包含这三种分量的连续信号。
axis函数是用来限定坐标轴的长度和宽度；xlabel 、ylabel、及title函数是用来给坐标轴注明x轴、y轴及坐标轴的标题。
3.1.2三种滤波器设计分析低通、带通、高通三种滤波器的设计，对信号进行滤波处理，观察滤波后信号的频谱。
（一）SPTOOL的简单介绍及使用：（1）SPTOOL的功能：主要是针对要滤波信号在滤波前后的响应，以及滤波前后的频谱等操作；（2）SPTOOL的使用:(1)准备好信号文件，指定格式为.mat（这是MATLAB的数据格式，和.csv一样，可用excel打开），可以通过MATLAB读入你的文件，比如文件格式是.xlsx或者.csv，然后键入命令：save mydatasignal_name即可将该信号保存在MATLAB的workspace中。
（2）在MATLAB命令窗口键入SPTOOL在File中Import刚才保存的文件，并点击“->”按钮，OK后并点击signals栏目下方的View按钮，即可浏览你的信号波形（3）将该信号进行滤波处理，在SPTOOL窗口中Filters栏目中，新建（new）一个滤波器，此处选择FIR等纹波窗滤波器，设置为带通滤波，采样率25MHz，信号中心频率2.5MHz。
设置好滤波器参数后生成即可。
然后在SPTOOL界面中Filters栏目下点击Apply按钮则可对你刚导入的信号进行滤波处理,最后需要点击Filters栏目下View 按钮即可查看滤波后的波形图。
（4）对滤波前后的信号可以做频谱分析，这里采用FFT，还有很多其他函数，根据需要选择即可。
在SPTOOL界面的Spectra栏目下，点击创建（create）即可。
(二)信号的图形及频谱分析：X（t）信号波形滤波前频谱分析低通滤波：Chebyshev(切比雪夫) type I IIRElliptic（椭圆）IIR滤波后频谱分析高通滤波：Butterworth IIRElliptic IIR频谱分析带通滤波：Chebtyshev type IIIRChebtyshev type Ⅱ IIR频谱分析3.2设计任务二3.2.1数据的计算根据Ωi=ctan(ωi2)进行非线性预畸变矫正，得到：Ωp=0.6498393925 ,Ωst=1.01905899巴特沃斯滤波器设计（1）求滤波器的阶数N：（2）求3dB 截止频率Ωc：（3）求极点，系统函数的6个极点：将共轭极点组合起来构成系统函数，可得：3.2.2编程代码wp=0.2*pi;ws=0.3*pi;Ap=1;As=15;T=1;fs=1/T;Wp=(2/T)*tan(wp/2);Ws=(2/T)*tan(ws/2);[N,Wc]=buttord(Wp,Ws,Ap,As,'s');[z,p,k]=buttap(N);B=k*real(poly(z));A=real(poly(p));[Bs,As]=lp2lp(B,A,Wc);[Bz,Az]=bilinear(Bs,As,fs);[Hz,w]=freqz(Bz,Az);dbHz=20*log10(abs(Hz))/max(abs(Hz));subplot(1,3,1);plot(w/pi,abs(Hz));grid on;set(gca,'xtick',[0 0.2 0.3 1]);set(gca,'xticklabel',[0 0.2 0.3 1]);set(gca,'ytick',[0 0.1778 0.8913 1]);set(gca,'yticklabel',[0 0.1778 0.8913 1]); xlabel('\omega/\pi');ylabel('|H(e^j^\omega)|');subplot(1,3,2);plot(w/pi,angle(Hz));grid on;set(gca,'xtick',[0 0.2 0.3 1]);set(gca,'xticklabel',[0 0.2 0.3 1]);xlabel('\omega/\pi');ylabel('Ïàλ');subplot(1,3,3);plot(w/pi,dbHz);grid on;axis([0,1,-80,5]);set(gca,'xtick',[0 0.2 0.3 1]);set(gca,'xticklabel',[0 0.2 0.3 1]);set(gca,'ytick',[-80 -15 -1 0]);set(gca,'yticklabel',[-80 -15 -1 0]);xlabel ('\omega/\pi');ylabel('幅度(dB)')3.2.3实验结果第四章结果分析及心得体会通过滤波器的设计，我们了解掌握滤波器输入、输出信号的时域波形及其频谱的特点，掌握数字滤波的概念。
