安建工数字信号处理课程设计+matlab滤波器的设计.pdf

【数字信号处理与MATLAB滤波器设计】 数字信号处理是现代通信、音频处理和许多其他领域的核心技术，其中滤波器设计是关键环节。MATLAB作为一种强大的数值计算和数据分析工具，广泛应用于数字信号处理中，包括滤波器的设计与分析。 在本课程设计中，学生将学习和掌握以下知识点： 1. **MATLAB基础**：了解和熟练使用MATLAB的编程环境，包括变量定义、函数调用、数据类型等，以及如何编写MATLAB程序来解决实际问题。 2. **语音信号采集**：掌握在Windows环境下利用录音软件采集语音信号，理解采样频率（如8000kHz）和采样位数（8位）的概念，并利用MATLAB的`wavread`函数读取和处理采样数据。 3. **时域与频域分析**：通过绘制语音信号的时域波形，使用快速傅里叶变换（FFT）函数`fft`进行频谱分析，以理解信号的频谱特性。 4. **FIR与IIR滤波器设计**： - **FIR滤波器**：采用窗函数法设计，如`fir1`函数，通过调整参数满足特定性能指标（如低通、高通、带通滤波器）。 - **IIR滤波器**：使用双线性变换法设计，例如`butter`和`cheby1`函数，同样根据性能需求定制滤波器。 5. **频率响应分析**：利用`freqz`函数画出滤波器的频率响应曲线，对比不同滤波器在频域的表现。 6. **信号滤波**：比较FIR和IIR滤波器的性能，使用`fftfilt`（FIR滤波器）和`filter`（IIR滤波器）对信号进行滤波，并观察滤波前后的时域波形和频谱差异。 7. **信号回放**：使用MATLAB的`sound`函数回放滤波后的语音信号，感知滤波效果。 8. **实验思考**： - 双线性变换的非线性关系：分析不同滤波器的幅频特性曲线以观察非线性现象。 - 脉冲响应不变法设计的局限性：讨论为何不能直接使用该方法设计数字滤波器。 9. **实验报告**：撰写实验报告，涵盖实验目的、原理、步骤、结果分析和思考题的回答，总结所学并展示对数字滤波器设计的理解和应用能力。 通过这个课程设计，学生不仅能够深入理解数字信号处理的基本概念和理论，还能提升使用MATLAB解决实际问题的技能，为将来在信号处理领域的研究和工作打下坚实基础。