北京理工大学数字信号处理A课程设计项目.docx
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北京理工大学数字信号处理A课程设计项目.docx
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北京理工大学数字信号处理A课程设计项目
数字信号处理
基于MATLAB及GUI的DSP软件系统
班级:
05941401
姓名:
xxx
学号:
112014xxxx
(1)设计原理
利用matlab及其自带的GUI系统制作可视化界面,通过对界面内各部件的回调函数的编写,实现各种内部功能。
1.产生信号
利用popupmenu的value值配合switch/case语句产生不同的信号。
并获取输入的频率以及加噪噪声信噪比,代入产生的信号中。
①方波、三角波
②单个正弦信号、线性调频信号(Chirp信号)
③多个正弦信号
④高斯白噪声
⑤单个正弦波+高斯白噪声
⑥多个正弦波+高斯白噪声
Chirp信号+高斯白噪声
2.谱分析
依旧用switch/case语句。
(1)频谱分析:
求信号y的FFT,得Y,对Y求绝对值abs。
以方波信号的频谱为例:
(2)功率谱分析:
求信号y的FFT,得Y,对Y的幅值平方,除以采样点数N,再求其10log()值。
以单个正弦波+高斯白噪声为例:
3.滤波器
通过下拉菜单的value值与switch/case语句控制产生何种滤波器。
(1)低通滤波器
获取输入的通带截止频率与阻带截止频率,产生巴特沃斯低通滤波器。
并用filter函数对产生信号进行滤波处理。
(2)带通滤波器
获取输入的上限截止频率与下限截止频率,产生切比雪夫I型带通滤波器。
并用filter函数对产生信号进行滤波处理。
(3)高通滤波器
获取输入的通带截止频率与阻带截止频率,产生切比雪夫高通滤波器。
并用filter函数对产生信号进行滤波处理。
(2)设计方案
1.软件系统框图
2.程序流程框图
(3)软件视图
1.产生信号模块
可以编辑信号的频率,需要加噪时,可以选择噪声强度(信噪比),对于多正弦波的合成,可以自定义各正弦波的频率(最多四个)。
可以显示产生的信号的时域波形。
2.频谱功率谱模块
对产生的信号进行频谱分析,对加噪的信号另进行功率谱分析。
默认采样频率为1000Hz,因此产生信号频率应尽量选择在500Hz以下。
3.滤波模块
通过设置截止频率产生不同形式的滤波器,显示该滤波器的幅频特性曲线,并对产生的信号进行滤波,显示滤波后波形。
(4)软件说明
1.产生信号及谱分析
(1)请先输入欲产生信号的频率(单信号或多信号),或是加噪噪声的信噪比,后在下拉菜单内选择产生信号的类型。
选定后,界面内会直接显示该信号的时域波形、频谱(功率谱)。
(2)Chirp信号已默认各参数值,无法设置参数。
(3)高斯白噪声选项已设置默认噪声强度为1dBw。
(4)对于多个正弦信号叠加的信号,当频率数少于4时,空的框内必须填0。
(5)不加噪信号只产生频谱,加噪信号既产生频谱也产生功率谱,当先产生加噪信号,后产生不加噪信号时,功率谱界面依旧保持原图像,此处有bug。
2.滤波
(1)若欲进行低通或高通滤波,请在上方两个框内输入通带截止频率及阻带截止频率,然后再在下拉菜单内选择滤波器类型(低通/高通)。
(2)若欲进行带通滤波,请在下方两个框内输入上限截止频率及下限截止频率,然后再在下拉菜单内选择带通滤波器。
(3)选定滤波器类型后,界面内直接出现滤波后的信号图像,以及滤波器的幅频特性曲线。
(5)运行结果
(1)产生2Hz方波、三角波、单一正弦波
(2)产生chirp信号
(3)产生信噪比20dBw的加噪正弦波、chirp信号
正弦:
Chirp:
(4)产生一个由50Hz,120Hz,180Hz的正弦波叠加成的信号,并对其进行加噪,信噪比为20dBw。
并使用截止频率为100Hz的低通滤波器,100-150Hz的带通滤波器,截止频率为150Hz的高通滤波器对其滤波处理。
低通:
高通:
带通:
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