易 婷

(复旦大学 微电子学院， 上海 200433)

基于Matlab的“数字信号处理”课程实验设计

易 婷

(复旦大学 微电子学院， 上海 200433)

本文设计了一个基于Matlab的“数字信号处理”课程综合性实验。该实验把“数字信号处理”课程中的许多离散的知识点串接了起来，包括采样、量化、滤波器设计、滤波器实现、DFT/FFT和滤波器的有限字长效应等。教学实践表明该实验有利于巩固学生课堂上学到的理论知识，提高学生的理论联系实际的能力和动手解决问题的能力。

数字信号处理；综合性实验；Matlab

0 引言

“数字信号处理”课程的主要内容包括z变换、离散傅里叶变换(DFT)、快速傅里叶变换(FFT)、数字滤波器设计和实现以及数字信号处理中的有限字长效应等等[1]。在学习理论知识的同时或之后，引入实验将有助于学生更好地理解和掌握课程内容[2-3]。笔者在教学过程中，设计了Matlab综合性实验。该实验在不失趣味性的同时，能把该课程中许多分散的知识点串接起来。教学实践表明，该实验可以帮助学生更深入地理解本门课程，取得了较好的教学效果。

1 综合实验内容设计

笔者所设计的Matlab实验如下：

对下式所示的输入信号进行滤波。

x=sin(100πt)+sin(480πt)

(1)

具体步骤为

(1)将输入的模拟信号x进行采样和量化，得到12位精度的数字信号；

(2)设计一个低通无限冲激响应(IIR)滤波器，将输入信号中的240 Hz的干扰滤除，要求滤波器的输出信号中240 Hz处的噪声功率比50 Hz处的信号功率低60 dB。

(3)设计一个高通有限冲激响应(FIR)滤波器，将输入信号中的50 Hz的干扰滤除，要求滤波器的输出信号中50 Hz处的噪声功率比240 Hz处的信号功率低60 dB。……