数字信号处理课程设计_快速傅里叶变换快速算法的软件实现实验_任务书(推荐)
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1电子信息工程专业《数字信号处理课程设计》任务书一、基本要求:通过本课程设计,能够体现对电子信息工程专业主干学位课“数字信号处理”的课程知识的综合应用能力。
掌握应用MATLAB 语言完成课程设计题目所要求的设计指标,并撰写高质量的课程设计报告。
二、课程设计内容: 要求:1、用matlab 实现程序设计。
2、注意要对每幅图的横纵坐标、题目有所标注,程序加必要注释。
A 组(学号尾数为单数)1一个特定的线性时不变系统,描述它的差分方程为()()()()()()0.510.252213y n y n y n x n x n x n −−+−=+−+−。
(1) 画出传输函数的零极点,并通过极点的分布判断该系统是否稳定。
(2) 求得并画出在0100n ≤<间系统的脉冲响应,从脉冲响应确定系统的稳定性。
(3) 若系统的输入信号为()()()()53cos 0.24sin 0.6x n n n u n ππ=++⎡⎤⎣⎦,求得并画出输出()y n 在0100n ≤<间的响应。
提示:1. 用zplane()函数画出零点极点图,看极点是否全在单位圆内。
2.可调用impz()函数得出系统的脉冲响应。
3.可以调用filter()函数得出输出y(n)。
2.已知一长度为5的FIR 滤波器的系数满足()()4, 04h n h n n =−≤≤。
试确定滤波器的系数,使得(1) 当输入信号()()()()123x n x n x n x n =++,其中()()1cos 0.2x n n =,()()2cos 0.5x n n =,()()3cos 0.8x n n =,经过此滤波器时,输出信号()y n 只保留输入信号的中间频率成分,即()2x n 。
(2) 将()2x n 和输出信号()y n 的前100个系数(099n ≤≤)画在一张图上,验2证所获得的滤波器系数的正确性。
(3) 对(2)中画出的图进行分析。
数字信号处理实验<第八章FFT)一、实验内容针对典型序列,用C语言编程实现基2-FFT,并与MATLAB自带的FFT函数的计算结果进行比较。
二、实验工具1.VC++6.02.matlab2018三、实验涉及知识图1按时间抽选的基2—FFT算法根据蝶形运算图,如图1,可以看出,一个点基2-FFT运算由n级蝶形运算构成,每一个蝶形结构完成下属基本迭代运算:式中m表示第m列迭代,k,j为数据所在行数。
上式的蝶形运算如图2所示。
图2四、实验设计思路首先,根据基2-FFT的算法特点,可以整理出程序设计的大致思路。
基2-FFT主要运用的就是蝶形运算来降低进行DFT运算时的运算量。
因为是基2,所以进行DFT计算的点数N必须的。
程序设计中主要解决3个问题,变址运算,复数运算,节点距离运算,及旋转因子的计算。
下面对这三个模块进行说明。
1.变址运算由蝶形图我们可以看出,FFT的输出X(k>是按正常顺序排列在存储单元中,即按X(0>,X(1>,…,X(7>的顺序排列,但是这时输入x(n>却不是按自然顺序存储的,而是按x(0>,x(4>,…,x(7>的顺序存入存储单元,所以我们要对输入的按正常顺序排列的数据进行变址存储,最后才能得到输出的有序的X(K>。
通过观察,可以发现,如果说输出数据是按原位序排列的话,那么输入数据是按倒位序排列的。
即如果输入序列的序列号用二进制数,则到位序就为。
我们需将输入的数据变为输出的倒位序存储,这里用雷德算法来实现。
下面给出雷德算法。
假如使用A[I]存的是顺序位序,而B[J]存的是倒位序。
例如 N = 8 的时候,倒位序顺序二进制表示倒位序顺序0 0 000 0004 1 100 0012 2 010 0106 3 110 0111 4 001 1005 5 101 1013 6 011 1107 7 111 111由上面的表可以看出,按自然顺序排列的二进制数,其下面一个数总是比其上面一个数大1,即下面一个数是上面一个数在最低位加1并向高位进位而得到的。
数字信号处理课程设计指导一、课程设计目的:综合运用本课程的理论知识进行频谱分析以及滤波器设计,通过理论推导得出相应结论,并利用MATLAB作为工具进行实现,从而复习巩固课堂所学的理论知识,提高对所学知识的综合应用能力,并从实践上初步实现对数字信号的处理。
二、课程设计任务:每位同学在“四、课程设计内容”中的题目中任选一题或自行选择题目,每个题目最多4个人选。
自行选择的题目需经过指导老师确认。
班长于第五天把统计好的题目提交给指导老师。
三、课程设计时间安排:第一天:布置设计任务,讲解设计要求,提示设计要点。
第二~五天:选定题目,查阅资料(在图书馆或上网),弄清题目要求,提出解决方案。
)第五~十二天:根据题目要求,将理论推导与编程实现相结合,写出设计报告和ppt,可以申请去实验室进行课程设计,也可以自己安排。
第十三至十五天:答辩。
四、课程设计内容:1. 设计题目一:编程实现任意确定信号的频谱分析算法(1) 对给定的CEG和弦音音频文件取合适长度的采样记录点,然后进行频谱分析(信号的时域及幅频特性曲线要画出)。
(2) 分析CEG和弦音频谱特点,对该信号频谱能量相对较为集中的频带(分低、中、高频)实现滤波(分别使用低通,带通及高通),显示滤波后信号的时域和频域曲线,并对滤波后的信号与原信号的音频进行声音回放比较。
(3) 在低、中、高三个频带中,各滤出三个能量最集中的频簇,显示滤波后信号的时域和频域曲线。
(4) 任意选择几个滤出的频带(或频簇)进行时域信号重建(合成),与原信号的音频进行声音回放比较。
讨论:根据上述结果,分析什么是和弦音。
2. 设计题目二:设计并实现FIR数字滤波器的窗函数设计算法要求:输入数字滤波器指标,包括滤波器类型(低通、带通、带阻或高通等),通带截止频率,通带最大波动,阻带开始频率,阻带衰减,设计得到FIR滤波器,并画出设计得到的滤波器的增益曲线图(要有坐标标度)。
为了使编制的程序操作方便,设计处理系统的用户界面:在所设计的系统界面上可以选择滤波器的类型,输入滤波器的参数,显示滤波器的频率响应,选择输入信号并显示相应的输出信号等。