数字信号处理课程设计报告

《数字信号处理》课程设计报告主要探讨了IIR数字滤波器的设计与应用，旨在让学生掌握IIR滤波器的设计方法、应用技巧以及提升MATLAB编程能力。在生物医学工程领域，这种技能对于处理和分析声音等信号至关重要。 课程设计的目标包括： 1. 熟练掌握IIR滤波器的参数选择和设计策略。 2. 学会如何应用IIR滤波器并评估其效果。 3. 提高使用MATLAB进行程序设计和综合应用的能力。 4. 了解语音信号的特性以及MATLAB GUI编程基础。 设计过程分为几个步骤： 1. 录制音频文件：通过Windows录音机录制一段声音，设置合适的录音格式（如8.000kHz, 16位, 单声道），并将文件保存到指定目录。 2. 确定技术指标：分析原始声音的波形和频谱，根据需求设定滤波器的技术参数，例如，本例中选取1500Hz至2500Hz为过渡带，通带截止频率Fp为1500Hz，阻带截止频率Fs为2300Hz，原通带衰减Rp为0.5，阻带衰减Rs为30。通过MATLAB程序计算滤波器阶数N。 3. 设计数字滤波器：利用MATLAB中的`buttord`和`butter`函数，采用双线性变换方法设计滤波器的传递函数H(z)。在这个例子中，调整参数后，得到满足要求的滤波器阶数N为9。 在设计滤波器时，`buttord`函数用于确定滤波器的阶数和截止频率，而`butter`函数则生成滤波器的系数。滤波器设计完成后，可以将其应用于录制的声音信号，进行滤波处理。处理后的信号时域波形和频谱图可以用来分析滤波效果。 思考题和总结部分，学生可能需要反思设计过程中的挑战、解决问题的方法以及滤波器性能的评估。此外，可能会讨论如何改进设计或适应不同类型的信号处理任务。 通过这个课程设计，学生不仅掌握了数字信号处理的基本理论，还学会了将其应用于实际问题，提升了软件工具的使用技能，这在未来的生物医学工程研究或相关工作中都将大有裨益。