数字信号处理课程设计参考题目

一、数字信号处理课程设计内容及考核要求1、课程设计内容：（1）从以下四个题目中任选其中一个题目，根据题目要求完成程序的编制、调试和仿真；（2）按照题目要求撰写课程设计报告，回答题目设定的问题。2、考核要求：（一）课程设计以（6——8人）小组完成，但不能出现设计报告雷同情况，一经发现，雷同报告均按不合格处理；最终以PPT小组答辩作为考核。题目二：有限冲激响应滤波器（FIR）的设计1.设计目的：1、加深对数字滤波器的常用指标理解。2、学习数字滤波器的设计方法。3.掌握FIR滤波器的原理。2.设计内容：利用MATLAB编程，分别用窗函数法和等波纹滤波器法设计两种FIR数字滤波器，指标要求如下：通带边缘频率：65.045.021PP，，通带峰值起伏：][1dBP。阻带边缘频率：75.03.021SS，，最小阻带衰减：][40dBS。3.设计原理：图1一个典型数字低通滤波器的结构低通滤波器的常用指标：|||)(|||1|)(|1SSPPPHH，，（1）通带边缘频率P；（2）阻带边缘频率S；（3）通带起伏P；（4）通带峰值起伏])[1(log2010dBPP；（5）阻带起伏S，最小阻带衰减])[(log2010dBSS。4.设计步骤：1．熟悉MATLAB的开发环境和使用方法。2．按照实验内容，编写一个.m脚本文件，利用MATLAB函数fir1和窗函数法设计FIR数字滤波器。具体参数为：b=fir1(N,Wn,’ftype’,taper)，N代表滤波器阶数；Wn代表滤波器的截止频率(归一化频率)，当设计带通和带阻滤波器时，Wn为双元素相量；ftype代表滤波器类型，如’high’高通，’stop’带阻等；taper为窗函数类型，默认为海明窗，窗系数需要实现用窗函数blackman,hamming,hanningchebwin,kaiser产生。3.按照实验内容，编写一个.m脚本文件，利用MATLAB函数remezord和等纹波滤波器法设计FIR数字滤波器。一般调用函数remezord来计算等波纹滤波器阶数N和加权函数W(ω)，调用函数remez可直接求出滤波器系数。函数remezord中的数组fedge为通带和阻带边界频率，数组mval是两个边界处的幅值，而数组dev是通带和阻带的波动，fs是采样频率单位为Hz。5.设计报告要求：（1）简述有限冲激响应滤波器的基本原理；（2）分析本设计的程序代码功能，给出相应注释；（3）完成以上设计内容并对结果进行分析；（4）打印程序清单并画出信号波形（实验仿真截图）；（5）写出本次课程设计的收获和体会。题目三：无限冲激响应滤波器（IIR）的实现1.设计目的：1、加深对数字滤波器的常用指标理解。2、学习数字滤波器的设计方法。3.掌握IIR滤波器的原理与实现方法。4.掌握用C语言编写DSP程序的方法5.掌握利用CCS开发环境进行TMS320C5416芯片汇编语言的开发。2.设计内容：采用巴特沃思型滤波器，并用双线性变换法转换成数字滤波器。3.设计原理：数字滤波器的输入x[k]和输出y[k]之间的关系可以用如下常系数线性差分方程及其z变换描述：][][][01ikybikxakyNiMiii系统的转移函数为：NkkkMkkkzazbzXzYzH011)()()(设计一个IIR滤波器就是要根据所给定的指标确定上式中的分子和分母系数。设计IIR数字滤波器可以先设计一个合适的模拟滤波器，然后变换成满足给定指标的数字滤波器。这种方法很简便，因为模拟滤波器有多种设计方法，如巴特沃思型滤波器、切比雪夫型滤波器、椭圆函数型滤波器等，并且已经具有很多简单而又现成的设计公式。采用这种方法需要把s平面映射到z平面，使模拟系统函数H(s)变换成所需的数字滤波器的系统函数H(z)。映射方法主要有冲激响应不变法、阶跃响应不变法和双线性变换法。前两种方法会因为多值映射关系产生混叠失真，双线性变换法克服了这一缺点。双线性变换法的映射关系式是：1111zzcs4.设计步骤：1.在CCS环境中打开本实验的工程（Ex4_6.pjt），2.编译并重建.out输出文件，然后通过仿真器把执行代码(.out的文件)下载到DSP芯片中；3.运行程序；4.在Watch窗口观察系统函数H(z)的分子和分母系数ptr_b，ptr_a。写出该滤波器的系统函数。5.选择view-graph-time/frequency…。设置对话框中的参数:其中“StartAddress”设为“hwdb”，“Acquisitionbuffersize”和“DisplayDatasize”都设为“50”，并且把“DSPDataType”设为“32-bitfloatingpoint”，观察幅频响应的波形(如图)；6.修改滤波器的设计参量fp，fr，fs，ap，ar等，重复上述过程，观察设计结果。(其参数值均在编写的程序中请注意按程序修改)设计报告要求：（1）简述无限冲激响应滤波器的基本原理；（2）分析本实验的汇编源程序的代码功能，给出相应注释；（3）完成以上设计内容并对结果进行分析；（4）打印程序清单并画出信号波形（实验仿真截图）；（5）写出本次课程设计的收获和体会。题目四：基于MATLAB的数字滤波器的设计1.设计目的：1、加深对数字滤波器的常用指标理解。2、学习数字滤波器的设计方法。3.掌握滤波器的原理。2.设计内容：设计方法、指标及性能（高通、低通、带通、带阻四种）任意选择，设计IIR滤波器或FIR滤波器均可，参数不限。3.设计报告要求：（1）简述滤波器的基本原理；（2）分析本设计的程序代码功能，给出相应注释；（3）完成以上设计内容并对结果进行分析；（4）打印程序清单并画出信号波形（实验仿真截图）；（5）写出本次课程设计的收获和体会。