一、 課程設計的性質與目的
《數字訊號處理》課程是通訊專業的一門重要專業基礎課，是資訊的數位化處理、儲存和應用的基礎。通過該課程的課程設計實踐，使學生對訊號與資訊的採集、處理、傳輸、顯示、儲存、分析和應用等有乙個系統的掌握和理解；鞏固和運用在《數字訊號處理》課程中所學的理論知識和實驗技能，掌握數字訊號處理的基礎理論和處理方法，提高分析和解決訊號與資訊處理相關問題的能力，為以後的工作和學習打下基礎。
數字濾波器是一種用來過濾時間離散訊號的數字系統，通過對抽樣資料進行數學處理來達到頻域濾波的目的。根據其單位衝激響應函式的時域特性可分為兩類：無限衝激響應（iir）濾波器和有限衝激響應（fir）濾波器。
二、課程設計題目
課程設計題目分為2個方向，每班選做方向一的同學約佔2/3,選做方向二的約佔1/3。
方向一：數字濾波器設計及在語音頻號分析中的應用。
步驟：1、語音頻號採集
錄製一段課程設計學生的語音頻號並儲存為檔案，要求長度不小於10秒，並對錄製的訊號進行取樣；錄製時可以使用windows自帶的錄音機，或者使用其它專業的錄音軟體，錄製時需要配備錄音硬體（如麥克風），為便於比較，需要在安靜、干擾小的環境下錄音。
2、語音頻號分析
使用matlab繪出取樣後的語音頻號的時域波形和頻譜圖。根據頻譜圖求出其頻寬，並說明語音頻號的取樣頻率不能低於多少赫茲。
3、含噪語音頻號合成
在matlab軟體平台下，給原始的語音頻號疊加上雜訊，雜訊型別分為如下幾種：（1）白雜訊；（2）單頻噪色（正弦干擾）；（3）多頻雜訊（多正弦干擾）；（4）其它干擾，可設定為低頻、高頻、帶限雜訊，或chirp干擾、衝激干擾。繪出疊加雜訊後的語音頻號時域和頻譜圖，在視覺上與原始語音頻號圖形對比，也可通過windows**軟體從聽覺上進行對比，分析並體會含噪語音頻號頻譜和時域波形的改變。
4、數字濾波器設計及濾波,完成以下題目中的乙個
給定濾波器的規一化效能指標（參考指標,實際中依據每個同學所疊加雜訊情況而定）例如：通帶截止頻率wp=0.25*pi, 阻通帶截止頻率ws=0.
3*pi; 通帶最大衰減rp=1 db; 阻帶最小衰減rs=15 db，每個題目至少設計出5個用不同方法的不同型別濾波器。
題目（1）：採用窗函式法與等波紋法分別設計各型fir濾波器（低通、高通、帶通、帶阻中的至少3種型別）來對疊加雜訊前後的語音頻號進行濾波處理，繪出濾波器的頻域響應，繪出濾波後訊號的時域波形和頻譜，並對濾波前後的訊號進行對比，分析訊號的變化；在相同的效能指標下比較各方法的濾波效果，並從理論上進行分析（或解釋）。
題目（2）：採用雙線性變換法與脈衝響應不變法，分別利用不同的原型低通濾波器（butterworth型與切比雪夫i型）來設計各型iir濾波器（低通、高通、帶通、帶阻中的至少3種型別），繪出濾波器的頻域響應；並用這些數字濾波器對含噪語音頻號分別進行濾波處理，比較不同方法下設計出來的數字濾波器的濾波效果，並從理論上進行分析（或解釋）。
5、回放語音頻號
對濾波後的語音頻號進行回放，感覺濾波前後語音頻號的變化。
6、設計乙個語音頻號分析與處理系統介面(選作)
利用matlab的介面設計功能，設計乙個matlab環境下的人機互動介面，完成上述濾波器的設計及濾波過程，要求能夠接收輸入的設計引數，檢視設計結果及濾波結果。
方向二：數字濾波器設計及在心電訊號濾波中的應用。
步驟：1、心電訊號採集
心電訊號作為心臟電活動在人體體表的表現，訊號一般比較微弱，幅度在10μv~5mv，頻率為0.05~100hz。在心電訊號的採集、放大、檢測及記錄過程中，有來自外界的各種干擾。
記錄一段時間內的人體心電訊號波形，要求長度不小於10秒，並對記錄的訊號進行數位化，儲存為資料檔案；這裡，請同學們使用美國的mit/bih心電原始資料，由實驗老師給出一定長度的的心電原始資料，資料儲存在檔案「中，在matlab中通過如下語句讀取：
%從當前路徑下的檔案讀取心電原始資料到變數a01中，a01為二維資料，第一列%為心電訊號時間，第二列為心電訊號幅度。
load (『
2、心電訊號分析
使用matlab繪出數位化後的心電訊號的時域波形和頻譜圖。根據頻譜圖求出其頻寬，並說明心電訊號的基本特徵。
3、含噪心電訊號合成
在matlab軟體平台下，給原始的心電訊號疊加上雜訊或干擾，干擾型別分為如下幾種：（1）白雜訊；（2）工頻干擾（50hz）；（3）諧波干擾（二次、三次諧波為主，分別為100hz、150hz）；（4）其它干擾，可設定為低頻、高頻、帶限雜訊，或衝激干擾。繪出疊加雜訊後的心電訊號時域和頻譜圖，在視覺上與原始心電訊號圖形對比，繪出其時域波形差，分析頻域基本特徵變化。
4、數字濾波器設計及濾波,完成以下題目中的乙個
給定濾波器的規一化效能指標（參考指標,實際中依據每個同學所疊加雜訊情況而定）例如：通帶截止頻率wp=0.25*pi, 阻通帶截止頻率ws=0.
3*pi; 通帶最大衰減rp=1 db; 阻帶最小衰減rs=15 db，每個題目至少設計出5個用不同方法的不同型別濾波器。
題目（1）：採用窗函式法與等波紋法分別設計各型fir濾波器（低通、高通、帶通、帶阻中的至少3種型別）來對疊加干擾前後的心電訊號進行濾波處理，繪出濾波器的頻域響應，繪出濾波後訊號的時域波形和頻譜，並對濾波前後的訊號進行對比，分析訊號的變化；在相同的效能指標下比較各方法的濾波效果，並從理論上進行分析（或解釋）。
題目（2）：採用雙線性變換法與脈衝響應不變法，分別利用不同的原型低通濾波器（butterworth型與切比雪夫i型）來設計各型iir濾波器（低通、高通、帶通、帶阻中的至少3種型別），繪出濾波器的頻域響應；並用這些數字濾波器對含噪心電訊號分別進行濾波處理，比較不同方法下設計出來的數字濾波器的濾波效果，並從理論上進行分析（或解釋）。
5、心電訊號波形觀察、頻譜觀察
對濾波後的心電訊號觀察其時域、頻域特徵變化。繪出濾波後、濾波前、加噪後三個心電訊號的差值波形，觀察相互間的差異性；同時，分析頻譜變化。
學生也可選用持續時間更長的心電原始資料，加上干擾後按上述要求設計濾波器。
三、課程設計要求
1、在一周內學生須上機16小時以上，程式除錯完後，須由指導老師在機器上檢查執行結果，經教師認可後的源程式可通過印表機輸出，並請教師在程式清單上簽字。
2、課程設計報告內容和格式：設計題目，設計的詳細步驟，設計過程中的結果、圖形等，設計總結。
3、每組每人必須獨立完成，成績的考核按設計結果、答辯成績及課程設計報告來綜合評定。成績分為優、良、中、及格、不及格五級分評定。
4、指導教師：張細政等。
四、設計進度安排
通訊工程1001/1002:
1周周一上午，e-412,布置課程設計任務，學生上機，按任務要求進行課程設計；分組選題；
1周周二上午，e-412,學生上機，按任務要求進行課程設計；分組選題；
1周週三上午，e-412,學生上機，按任務要求進行課程設計；分組選題；
1周周四上午，e-412,學生任務完成，答辯並提交課程設計報告。
參考 數字訊號處理課程設計參考
實驗一訊號 系統及系統響應2 實驗二應用fft對訊號進行頻譜分析6 實驗三用雙線性變換法設計iir濾波器11 實驗四用窗函式設計fir濾波器16 附錄a c語言實現數字訊號處理演算法21 附錄b matlab的訊號表示和處理32 附錄c matlab 下的數字訊號處理實現示例56 附錄d matla...
數字訊號處理11課程設計指導書
吉林建築大學 電氣與電子資訊工程學院 數字訊號處理 課程設計指導書 指導教師 高曉紅王超 設計專業及班級 信工111 112 設計時間 2014年1月6日 2014年1月10日 一 課程設計目的 課程設計是理論學習的延伸，是掌握所學知識的一種重要手段，對於貫徹理論聯絡實際 提高學習質量 塑造自身能力...
數字訊號處理課程考試大綱
通訊 電子工程專業 數字訊號處理 課程考試大綱 一 考試方法和考試時間 閉卷筆試，考試時間 120分鐘。二 考試的基本要求 1.要求學生了解離散時間訊號和系統及數字訊號處理的學科概貌，了解數字濾波器和數字頻譜分析作為兩個基本的學科分支的價值和意義 2.系統掌握訊號分析和系統分析的理論和方法 離散訊號...