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（一）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⑦Chirp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。（二）设计方案1.软件系统框图产生信号加噪基本分析时域波形频谱功率谱滤波处理低通带通高通幅频特性2.程序流程框图（三）软件视图popupmenu1回调函数产生信号频谱功率谱popupmenu2回调函数滤波器程序传递信号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。（四）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。（五）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：