数字信号处理
—课程设计指导
杨亚东
工程技术系
2013.5
一、 数字信号处理课程设计内容、基本要求及评分标准
1、课程设计内容：
（一） 从以下二十一个题目中任选其中一个题目（单人单题），根据题目要
求完成程序的编制、调试和仿真。具体题目见下页。
（二） 按照题目要求撰写课程设计报告，回答题目设定问题。 2、基本要求：
（一） 课程设计要独立完成，不能出现多人设计报告雷同情况，一旦发现
这种情况发生，雷同报告全部按不合格处理。
（二） 设计报告一律按照规定的格式，使用A4纸打印，格式、封面统一。 （三） 课程设计报告应包括以下内容
（1）课题名称；
（2）学生姓名、班级与学号； （3）设计内容及要求； （4）按照题目要求回答问题；
（5）列出仿真结果（信号波形、频谱等）； （6）分析、解释仿真结果；
（7）画出软件流程图，列出程序清单； （8）列出参考文献；
（9）写出本次课程设计的收获、体会。 注：请按照课程设计报告模版撰写课程设计报告。 3、评分标准：
课程设计的考核依据学生的学习态度、方案合理性、资料完备性、创造性、报告撰写规范性和书面表达能力等为考核点，对学生进行综合考核。成绩评定采用优秀、良好、中等、及格和不及格五级记分制。评定细则如下：
（1）遵守纪律（10%）：根据设计出勤情况、遵守纪律情况及设计态度等因素评定；
（2）设计报告（80%）：根据课程设计报告书内容要求和实际完成情况评定； （3）设计效果（10%）：根据设计实际完成的质量及设计中的创造性评定。 对设计任务理解透彻，能够全面、正确、独立地完成设计内容所规定的任务，得出正确的设计结果，并按时提交完整、规范的设计报告，可评为优秀；按照设计任务要求能够顺利地完成任务，得出结果，按时提交较完整的、符合要求的设计报告，可评定为良好；基本完成设计目标，但不够完善，存在缺陷，在帮助指导下能够完成任务要求，提交设计报告，可评为及格；不能完成规定的任务和要求，未提交设计报告的，或抄袭他人设计报告的评为不及格。
二、 数字信号处理课程设计题目及设计内容 题目一：离散信号与系统的时域分析Ⅰ
1、设计目的：
（1） 掌握求解系统响应的方法。 （2） 掌握时域离散系统的时域特性。 （3） 分析、观察及检验系统的稳定性。 2、设计内容：
编制Matlab程序，完成以下功能，产生系统输入信号；根据系统差分方程求解单位脉冲响应序列；根据输入信号求解输出响应；用实验方法检查系统是否稳定；绘制相关信号的波形。具体要求如下： （1） 给定一个低通滤波器的差分方程为
y(n)?0.05x(n)?0.05x(n?1)?0.9y(n?1)
输入信号分别为
x1(n)?R8(n),x2(n)?u(n)
① 分别求出x1(n)=R8(n)和x2(n)=u(n)的系统响应，并画出其波形。
② 求出系统的单位脉冲响应，画出其波形。
（2） 给定系统的单位脉冲响应为
h1(n)?R10(n)
h2(n)??(n)?2.5?(n?1)?2.5?(n?2)??(n?3)
用线性卷积法求x1(n)=R8(n)分别对系统h1(n)和h2(n)的输出响应，并画出波形。 （3） 给定一谐振器的差分方程为
y(n)?1.8237y(n?1)?0.9801y(n?2)?b0x(n)?b0x(n?2) 令b0=1/100.49，谐振器的谐振频率为0.4 rad。
① 用实验方法检查系统是否稳定。输入信号为u(n)时，画出系统输出波形。 ② 给定输入信号为 x(n)?sin(0.014n)?sin(0.4n) 求出系统的输出响应，并画出其波形。 3、设计报告要求：
（1）简述离散系统时域分析方法；
（2）简述通过实验判断系统稳定性的方法； （3）完成以上设计实验，并对结果进行分析和解释； （4）打印程序清单和要求画出的信号波形； （5）写出本次课程设计的收获和体会。
题目二：离散信号与系统的时域分析Ⅱ
1、设计目的：
（1） 掌握求解系统响应的方法。 （2） 掌握时域离散系统的时域特性。 （3） 分析、观察及检验系统的稳定性。 2、设计内容：
编制Matlab程序，完成以下功能，根据系统差分方程求解单位脉冲响应和单位阶跃序列；根据输入信号求解输出响应；用实验方法检查系统是否稳定；绘制相关信号的波形。具体要求如下： （1） 给定两个系统的差分方程为
1）y(n)?0.6y(n?1)?0.08y(n?2)?x(n) 2）y(n)?0.7y(n?1)?0.1y(n?2)?2x(n)?x(n?2) 分别求出所描述系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应。 （2） 给定系统的单位脉冲响应为
h1(n)?R8(n)
h2(n)?2?(n)?3?(n?1)?3?(n?2)??(n?3)
用线性卷积法求x1(n)=R9(n)分别对系统h1(n)和h2(n)的输出响应，并画出波形。 （3） 给定一谐振器的差分方程为
y(n)?1.8237y(n?1)?0.9801y(n?2)?b0x(n)?b0x(n?2) 令b0=1/100.49，谐振器的谐振频率为0.4 rad。
① 用实验方法检查系统是否稳定。输入信号为u(n)时，画出系统输出波形。 ② 给定输入信号为 x(n)?sin(0.014n)?sin(0.4n) 求出系统的输出响应，并画出其波形。 3、设计报告要求：
（1）简述离散系统时域分析方法； （2）简述通过实验判断系统稳定性的方法； （3）完成以上设计实验，并对结果进行分析和解释； （4）打印程序清单和要求画出的信号波形； （5）写出本次课程设计的收获和体会。
题目三：离散系统的频域分析与零极点分布Ⅰ
1、设计目的：
（1） 掌握通过系统函数求解系统单位脉冲响应的方法； （2） 掌握系统函数零极点分布对频率特性的影响； （3） 通过系统函数零极点发布判断系统的稳定性。 2、设计内容：
编制Matlab程序，完成以下功能，根据系统函数求出系统的零极点分布图，并求解系统的单位脉冲响应；根据零极点分布图判断系统的稳定性；比较不同零极点发布对系统频率响应特性的影响；绘制相关信号的波形。具体要求如下： 下面四种二阶网络的系统函数具有相同的极点分布：
1H1(z)?
1?1.6z?1?0.9425z?2
1?0.3z?1H2(z)?
1?1.6z?1?0.9425z?21?0.8z?1H3(z)? ?1?21?1.6z?0.9425z1?1.6z?1?0.8z?2H4(z)?
1?1.6z?1?0.9425z?2
（1）分别画出各系统的零极点分布图，并判断系统的稳定性； （2）分别画出系统的幅频特性和相频特性曲线； （3）分别求出系统的单位脉冲响应，并画出其波形。 3、设计报告要求：
（1）简述通过系统函数零极点分布判断系统因果稳定性的方法；