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DSP实验指导 【Matlab Simulink、数字信号处理】
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2022-09-06
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中国传媒大学 信息与通信工程学院 DSP实验指导
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版本:2021 年
DSP 及应用
实验指导
中国传媒大学 信息与通信工程学院
信通学院 2111030040-DSP 及应用-实验指导
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目录
实验指导-L1 Simulink 基本操作................................................................................................................................4
1 题目 ....................................................................................................................................................................4
2 实验资料 ............................................................................................................................................................4
3 实验步骤 ............................................................................................................................................................5
3.1 正弦波实验 ............................................................................................................................................5
3.2 音频滤波实验 ........................................................................................................................................5
实验指导-L2.1 太阳能电池板发电量的计算及分析 ..............................................................................................6
1 题目 ........................................................................................................................................................................6
2 实验资料 ................................................................................................................................................................6
3 实验背景知识 ........................................................................................................................................................6
4 实验步骤 ............................................................................................................................................................8
实验指导-L2.2 基于发电量的天气预测模型的构建 ........................................................................................... 10
1 题目 ..................................................................................................................................................................... 10
2 实验资料 ............................................................................................................................................................. 10
3 实验背景知识 ..................................................................................................................................................... 10
3.1 阴天、晴天发电量信号的区别 .............................................................................................................. 10
3.2 低频、高频滤波器的设计 ...................................................................................................................... 11
3.3 日照测试的构建与计算 ........................................................................................................................... 11
4 实验步骤 ............................................................................................................................................................. 12
4.1 分析发电量信号 ....................................................................................................................................... 12
4.2 建立天气预测的模型 ............................................................................................................................... 12
实验指导-L3 AWGN 信道中 BPSK 及 QPSK 系统仿真 ........................................................................................... 14
1 题目 ..................................................................................................................................................................... 14
2 实验资料 ............................................................................................................................................................. 14
3 实验背景知识 ..................................................................................................................................................... 15
3.1 加性高斯白噪声信道 .............................................................................................................................. 15
3.2 数字相位调制信号 .................................................................................................................................. 15
3.3 比特出错概率的计算 .............................................................................................................................. 18
4 实验步骤 ............................................................................................................................................................. 18
4.1 BPSK 系统仿真 .................................................................................................................................... 18
4.2 QPSK 系统仿真 ................................................................................................................................... 19
实验指导-L4 GMSK 调制与解调 ............................................................................................................................ 20
1 题目 ..................................................................................................................................................................... 20
2 实验资料 ............................................................................................................................................................. 20
3 实验背景知识 ..................................................................................................................................................... 21
4 实验步骤 ............................................................................................................................................................. 22
信通学院 2111030040-DSP 及应用-实验指导
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实验指导-L5.1 AM 调制-解调仿真 ........................................................................................................................ 24
1 题目 ..................................................................................................................................................................... 24
2 实验资料 ............................................................................................................................................................. 24
3 实验背景知识 ..................................................................................................................................................... 25
4 实验步骤 ............................................................................................................................................................. 25
实验指导-L5.2 基于计算机声卡传输的调幅广播系统仿真 ............................................................................... 27
1 题目 ..................................................................................................................................................................... 27
2 实验资料 ............................................................................................................................................................. 27
3 实验背景知识 ..................................................................................................................................................... 28
4 实验步骤 ............................................................................................................................................................. 28
实验指导-L7 DTMF 信号的产生与接收 ................................................................................................................. 29
1 题目 ..................................................................................................................................................................... 29
2 实验资料 ............................................................................................................................................................. 29
3 实验背景知识 ..................................................................................................................................................... 30
3.1 双音多频信号的组成 .............................................................................................................................. 30
3.2 双音多频信号的产生 .............................................................................................................................. 31
3.3 双音多频信号的检测 .............................................................................................................................. 31
4 实验步骤 ............................................................................................................................................................. 33
实验指导-L8 基于卡尔曼滤波器的车道偏离识别 .............................................................................................. 34
1 题目 ..................................................................................................................................................................... 34
2 实验资料 ............................................................................................................................................................. 34
(视频与网上研讨会——Developing Algorithms for ADAS Systems with MATLAB and Simulink) ................. 35
3 实验背景知识 ..................................................................................................................................................... 35
4 实验步骤 ............................................................................................................................................................. 36
信通学院 2111030040-DSP 及应用-实验指导
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实验指导-L1
Simulink 基本操作
1 题目
1. 请自行观看视频资料 https://www.bilibili.com/video/BV1Kz4y1r7ep(Simulink 基础入门系
列(P1-P2))。
2. 请自行观看视频资料 https://www.bilibili.com/video/BV16s411A7LV(1.2-玩转 Simulink+
音频滤波+树莓派)。
3. 正弦波实验:在 Simulink 中创建两个正弦波信号以及一个高斯噪声信号,将它们合并为
一个信号后,设计一个低通滤波器滤除 15KHz 以上信号,观察滤波前后信号的波形和频
谱的变化并分析理解。
4. 音频滤波实验:创建模型载入有噪音的声音文件,然后设计低通滤波器滤除声音文件中
的噪声,最后使用播放器比对滤波前后声音的变化,并观察滤波前后的频谱变化。
2 实验资料
1. 视频资料:https://www.bilibili.com/video/BV16s411A7LV(1.2-玩转 Simulink+音频滤波+
树莓派)。
2. 视频资料:https://www.bilibili.com/video/BV1Kz4y1r7ep(Simulink 基础入门系列(全 7P))。
3. 音频文件:单声道音频文件,包括有噪音和无噪音版本。
信通学院 2111030040-DSP 及应用-实验指导
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3 实验步骤
3.1 正弦波实验
1. 创建两个正弦信号源,频率分别设置为 1KHz 和 15KHz,幅度均设置为 1
2. 创建一个高斯噪声信号源
3. 将三个信号源相加,合并为一个信号,并观察它们的频谱和波形图
4. 设计一个 FIR 低通滤波器,将 15KHz 的信号滤除,要求阻带衰减>60dB
5. 使用示波器和频谱仪观察滤波前后的信号
6. 反复改变信号源频率、幅度、相位并仔细观察波形和频谱的变化。
3.2 音频滤波实验
1. 创建模型加载音频文件。
2. 创建播放器播放声音文件。
3. 通过频谱分析查看噪声的频率特性。
4. 有针对性的设计一个 FIR 低通滤波器对含有噪声的声音文件进行滤波滤除噪声。
5. 播放滤波后的声音文件与之前的声音文件作比较。
6. 使用示波器及频谱仪查看滤波前后信号,并对比分析。
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