信号处理课程设计--线性卷积与圆周卷积演示程序的设计

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1、 信 号 处 理 课 程 设 计信 号 处 理 课 程 设 计 设 计 说 明 书 设计项目： 线性卷积与圆周卷积演示程序的设计 项目完成人：姓名： 学号： 专业班级： 13 级电子信息工程一班 指导教师： 提交日期： 2016.1.8 机电工程学院电子信息工程机电工程学院电子信息工程 1.设计设计基本原理基本原理 1.1 课题研究的背景 卷积运算广泛的应用于通讯、电子、自动化等领域的线性系统的仿真、分析 及数字信号处理等方面。在 MATLAB 中可以使用线性卷积和圆周卷积实现离散卷 积。线性卷积是工程应用的基础，但圆周卷积实现线性离散卷积具有速度快等优 势。圆周卷积采用循环移位，在 MATL

2、AB 中没有专用函数，需要根据圆周卷积的 运算过程编制程序代码。 本实验主要围绕线性卷积和圆周卷积的演示程序设计来 展开，给出了线性卷积和圆周卷积演示的程序及动态实现。 在线性时不变连续系统中， 利用系统的冲激响应和叠加原理来求系统对任意 激励信号作用时的零状态响应，这就是卷积方法的原理。因此，在时域内，卷积 运算是求解线性非时变系统零状态响应的重要方法， 特别是激励信号为时限信号 时尤其如此。卷积运算的计算比较复杂，是信号与系统分析中的重点和难点，特 别适合用于计算机来计算。以往的卷积积分多用 fortran、c、VB 等语言编程， 不仅编程繁琐， 而且可视性差。 用 MATLAB 来计算卷

3、积积分问题要比用 C、 FORTRAN 等语言完成相同的事情简洁的多。 在 MATLAB 中，有很多现成的函数可以直接调用，而且在计算机方面，可以 直接用相应的计算机符号即可。在编写程序语言方面，它与其他语言相比更为简 单。正因为上述原因，使他深受工程技术人员及科学专家的欢迎，并很快成为应 用学科计算机辅助分析、设计、仿真、教学等领域不仅可缺少的基础软件。 1.2 课题研究意义 本课程为电子信息工程专业的独立实践课， 是建立在信号与系统、数字信号 处理等课程的基础上，加强实践环节而开设的。其目的在于通过本课程设计使学 生进一步巩固数字信号处理的基本概念、理论、分析方法和实现方法；使学生能 有效

4、地将理论和实际紧密结合； 增强学生软件编程实现能力和解决实际问题的能 力。 通过课程设计，主要达到以下的目的： （1）使学生增进对 MATLAB 的认识，加深对信号处理理论的理解。 （2）使学生掌握数字信号处理中频谱分析的概念和方法。 （3）使学生掌握数字信号中 IIR 和 FIR 滤波器的设计。 （4）使学生理解并掌握 MATLAB 实现 IIR 和 FIR 滤波器的设计方法、过程。 通过本门课程的教学，学生能初步掌握应用 Matlab 软件编写数字信号处理 的应用程序；用 FFT 对连续信号和离散信号进行谱分析；编程实现 IIR 数字滤波 器和 FIR 数字滤波器；了解各种窗函数对滤波器特性的影响等，进一步明确数字 信号处理的工程应用。通过本次信号处理综合设计，综合运用数字信号处理、 Matlab 技术课程以及其他有关先修课程的理论和生产实际知识去分析和解决具 体问题，并使所学知识得到进一步巩固、深化和发展。初步培养学生对工程设计 的独立工作能力，掌握电子系统设计的一般方法。 2. 设计任