北京理工大學數(shù)字信號處理A課程設計項目.doc

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數(shù)字信號處理 基于MATLAB及GUI的DSP軟件系統(tǒng) 班級：05941401 姓名：xxx 學號：112014xxxx （1） 設計原理 利用matlab及其自帶的GUI系統(tǒng)制作可視化界面，通過對界面內(nèi)各部件的回調(diào)函數(shù)的編寫，實現(xiàn)各種內(nèi)部功能。 1. 產(chǎn)生信號 利用popupmenu的value值配合switch/case語句產(chǎn)生不同的信號。并獲取輸入的頻率以及加噪噪聲信噪比，代入產(chǎn)生的信號中。 ①方波、三角波 ②單個正弦信號、線性調(diào)頻信號（Chirp信號） ③多個正弦信號 ④高斯白噪聲 ⑤單個正弦波＋高斯白噪聲 ⑥多個正弦波＋高斯白噪聲 ⑦Chirp信號＋高斯白噪聲 2. 譜分析 依舊用switch/case語句。 （1） 頻譜分析：求信號y的FFT，得Y，對Y求絕對值abs。 以方波信號的頻譜為例： （2） 功率譜分析：求信號y的FFT，得Y，對Y的幅值平方，除以采樣點數(shù)N，再求其10log()值。 以單個正弦波＋高斯白噪聲為例： 3. 濾波器 通過下拉菜單的value值與switch/case語句控制產(chǎn)生何種濾波器。 （1） 低通濾波器 獲取輸入的通帶截止頻率與阻帶截止頻率，產(chǎn)生巴特沃斯低通濾波器。并用filter函數(shù)對產(chǎn)生信號進行濾波處理。 （2） 帶通濾波器 獲取輸入的上限截止頻率與下限截止頻率，產(chǎn)生切比雪夫I型帶通濾波器。并用filter函數(shù)對產(chǎn)生信號進行濾波處理。 （3） 高通濾波器 獲取輸入的通帶截止頻率與阻帶截止頻率，產(chǎn)生切比雪夫高通濾波器。并用filter函數(shù)對產(chǎn)生信號進行濾波處理。 （2） 設計方案 1. 軟件系統(tǒng)框圖 2. 程序流程框圖 （3） 軟件視圖 1. 產(chǎn)生信號模塊 可以編輯信號的頻率，需要加噪時，可以選擇噪聲強度（信噪比），對于多正弦波的合成，可以自定義各正弦波的頻率（最多四個）。 可以顯示產(chǎn)生的信號的時域波形。 2. 頻譜功率譜模塊 對產(chǎn)生的信號進行頻譜分析，對加噪的信號另進行功率譜分析。默認采樣頻率為1000Hz，因此產(chǎn)生信號頻率應盡量選擇在500Hz以下。 3. 濾波模塊 通過設置截止頻率產(chǎn)生不同形式的濾波器，顯示該濾波器的幅頻特性曲線，并對產(chǎn)生的信號進行濾波，顯示濾波后波形。 （4） 軟件說明 1. 產(chǎn)生信號及譜分析 （1） 請先輸入欲產(chǎn)生信號的頻率（單信號或多信號），或是加噪噪聲的信噪比，后在下拉菜單內(nèi)選擇產(chǎn)生信號的類型。選定后，界面內(nèi)會直接顯示該信號的時域波形、頻譜（功率譜）。 （2） Chirp信號已默認各參數(shù)值，無法設置參數(shù)。 （3） 高斯白噪聲選項已設置默認噪聲強度為1dBw。 （4） 對于多個正弦信號疊加的信號，當頻率數(shù)少于4時，空的框內(nèi)必須填0。 （5） 不加噪信號只產(chǎn)生頻譜，加噪信號既產(chǎn)生頻譜也產(chǎn)生功率譜，當先產(chǎn)生加噪信號，后產(chǎn)生不加噪信號時，功率譜界面依舊保持原圖像，此處有bug。 2. 濾波 （1） 若欲進行低通或高通濾波，請在上方兩個框內(nèi)輸入通帶截止頻率及阻帶截止頻率，然后再在下拉菜單內(nèi)選擇濾波器類型（低通/高通）。 （2） 若欲進行帶通濾波，請在下方兩個框內(nèi)輸入上限截止頻率及下限截止頻率，然后再在下拉菜單內(nèi)選擇帶通濾波器。 （3） 選定濾波器類型后，界面內(nèi)直接出現(xiàn)濾波后的信號圖像，以及濾波器的幅頻特性曲線。 （5） 運行結果 （1） 產(chǎn)生2Hz方波、三角波、單一正弦波 （2） 產(chǎn)生chirp信號 （3） 產(chǎn)生信噪比20dBw的加噪正弦波、chirp信號 正弦： Chirp： （4）產(chǎn)生一個由50Hz，120Hz，180Hz的正弦波疊加成的信號，并對其進行加噪，信噪比為20dBw。并使用截止頻率為100Hz的低通濾波器，100-150Hz的帶通濾波器，截止頻率為150Hz的高通濾波器對其濾波處理。 低通： 高通： 帶通：