数字信号处理虚拟实验教学系统实验指导书

数字信号处理虚拟实验指导书数字信号处理虚拟实验教学系统实验指导书(OWVLab DSP) 北京润尼尔网络科技有限公司 北京润尼尔网络科技有限公司目 录一、软件使用帮助51、实验环境51.1整体界面52、实验操作62.1器材管理器62.1.1器材管理器概述62.1.2 器材管理器操作72.2 实验平台72.2.1 器材操作72.2.2器材连线92.3用户管理器92.3.1用户管理器92.3.2实验调试器102.4实验库102.4.1 当前实验器件库102.4.2典型实验样例112.4.3实验安排（远程实验库）122.5 菜单栏122.5.1 文件122.5.2 窗口152.5.3 帮助172.6 工具栏202.6.1 工具栏202.7 用户信息212.7.1 重新登录212.7.2 注销212.8 实验222.8.1 运行222.8.2 仿真模型结果22二、器材使用说明241、序列模块库241.1、抽样脉冲序列241.2、阶跃序列251.3、矩形序列261.4、实指数序列271.5、正弦序列272、序列操作模块库282.1、序列相加282.2、序列卷积282.3、序列累加292.4、序列反褶292.5、序列相乘302.6、序列平移302.7、序列延迟313、采样信号处理模块库313.1、信号延迟313.2、信号点乘323.3、信号异或323.4、信号相加（二端口）323.5、信号相加（三端口）333.6、增益器333.7、信号下采样343.8、信号上采样344、滤波器模块库354.1、模拟低通滤波器354.2、IIR数字滤波器364.3、FIR数字滤波器364.4、数字滤波器（传递函数型）375、实验专用模块库385.1、正弦采样信号385.2、非归零码-基带脉冲信号395.3、FFT（快速傅立叶变换）395.4、IFFT（快速傅立叶反变换）405.5、窗函数405.6、1/z传递函数（滤波器结构）415.7、过零点检测器425.8、读取外部数据（txt）文件425.9、数据写入外部文件426、分析与绘图模块库436.1、系统幅频响应436.2、系统冲激响应446.3、系统阶跃响应446.4、零极点分布图456.5、信号针状图456.6、信号波形图466.7、信号频谱图46三、典型实验48实验一 序列信号的产生及运算48实验二 FFT的应用53实验三 模拟低通滤波器的设计与实现59实验四 模拟滤波器转换为数字滤波器的设计与实现64实验五 级联型IIR数字滤波器的实现68实验六 并联型IIR数字滤波器的实现73实验七 窗函数法设计FIR数字滤波器77实验八 频率取样型FIR数字滤波器的实现81实验九 抽取器的高效FIR多相结构实现85实验十 内插器的高效FIR多相结构实现89实验十一 滤波器系统分析93实验十二 全极点IIR带通滤波器的应用：时钟提取97一、软件使用帮助本系统是针对大学专科、本科数字信号处理实验课程配套开发的可在网上开展的虚拟实验，系统模拟实验中用到的器材和设备，提供与真实实验相似的实验环境，提供网上实验教学过程管理功能，包括：典型实验库的维护、实验安排、提交实验报告、实验批改、成绩统计、实验答疑等功能模块。可满足高等学校和各类培训机构实验教学环节的需要，尤其适用于远程教学。1、实验环境1.1整体界面实验操作平台界面包括实验平台、器材管理器、用户管理器、实验库、菜单栏和工具条六部分，如图1-1所示。菜单栏器材管理器实验平台用户管理器工具栏实验库图1-1 整体界面实验平台：在此区域中，搭建实验器材，进行实验操作，进行运算结果等。器材管理器：提供当前实验所要使用的器材。使用器材的图标和相应描述文字进行显示和说明。用户管理器：提供用户的信息、用户操作与当前实验的缩略图。实验库：提供用户查看当前实验器件，内置实验管理器，远程实验管理器。菜单栏：提供文件管理，用户管理，实验运行，视图与帮助工具栏：提供菜单栏使用工具的一些快捷按键与实验平台的缩放比例。2、实验操作2.1器材管理器2.1.1器材管理器概述2.1.1.1 器材管理器种类系统提供40种数字信号处理器件模型：1、序列模块库抽样脉冲序列、阶跃序列、矩形序列、实指数序列、正弦序列2、序列操作模块库序列相加、序列卷积、序列累加、序列反褶、序列相乘、序列平移、序列延迟3、采样信号处理模块库信号延迟、信号点乘、信号异或、信号相加（二端口）、信号相加（三端口）、增益器、信号下采样、信号上采样4、滤波器模块库模拟低通滤波器、IIR数字滤波器、FIR数字滤波器、数字滤波器（传递函数型）5、实验专用模块库正弦采样信号、非归零码-基带脉冲信号、FFT（快速傅立叶变换）、IFFT（快速傅立叶反变换）、窗函数、1/z传递函数（滤波器结构）、过零点检测器、读取外部数据（txt）文件、数据写入外部文件6、分析与绘图模块库系统幅频响应、系统冲激响应、系统阶跃响应、零极点分布图、信号针状图、信号波形图、信号频谱图2.1.2 器材管理器操作2.2 实验平台2.2.1 器材操作2.2.1.1 添加器材选择器材管理器的某个器材并选定，然后将光标移动到实验平台的合适位置（这期间可以放松鼠标左键），再单击左键，这时，系统会自动在该器材实物的四周加上黑框，如图1-2所示，表示该器材的有效操作区域，现在的所有操作都是针对它进行的。于是所选器材实物将被添加到实验平台上。图1-2 添加器材2.2.1.2移动器材实验器材添加到实验平台上后，可以自由移动器材的位置。选中器材后，单击左键并拖动，器材随光标在实验平台内任意移动，直到位置满意为止，放开左键，器材在新位置上显示出来。2.2.1.3删除器材选择实验平台的器材，单击右键会出现如图1-3所示的菜单。菜单中包含“Undo” “Redo”“Delete”“旋转”“Properties”和“清空试验台”六项功能。单击“Delete”可以删除器材。图1-3 右键菜单点击【清空试验台】，出现如图1-4所示的对话框，选择【确定】按钮，可将平台上的全部器材清空，选择【取消】或者【X】，返回当前实验平台。图1-4清空确认框 2.2.1.4器材属性选择实验平台的器材，单击右键选择【Properites】，出现如图1-5所示的器材属性对话框，配置器材具体参数。点击【完成】按钮即可完成输入器材参数的配置操作。图1-5 器材属性对话框2.2.2器材连线点击连接：选择相应的器材接口处点击鼠标左键，可以拉出一根连线，连接到对应的接口处即可。点击选择：可点击选择一个或者框住多个器材。点击选取框：可框选一个或者多个器材。2.3用户管理器2.3.1用户管理器显示登陆用户的基本信息：用户号、用户名称、用户类型、用户ID与Email。与用户管理的操作：注销和重新登录。如图 1-6所示图1-6用户管理器2.3.2实验调试器点击实验调试器框架，显示的是在实验台上组建实验后，提示用户实验不能正常运行所存在的问题。如图1-7所示：图1-7 实验调试器2.4实验库2.4.1 当前实验器件库当前实验器件库显示的是当前实验台中所有的器材，如图1-8所示：图 1-8 当前试验器件库2.4.2典型实验样例点击实验样例，显示的是已编辑好的课程典型实验，如图1-9所示：图1-9 实验样例实验样例模块中可选择系统已经制作的典型实验资源，双击鼠标左键即可加载实验。2.4.3实验安排（远程实验库）选择实验安排模块远程加载教师安排的实验任务。2.5 菜单栏2.5.1 文件在菜单栏的第一个选项文件中，可以看到如图1-10所示 中文件运行菜单中的所有内容：图 1-10 菜单栏 文件2.5.1.1 新建实验点击文件选项中的新建实验，可建立新的实验平台，如图1-11所示：图1-11 新建实验写出实验名称，与您要保存这个实验的位置，点击完成就可以完成新建文件了。如图1-12所示：1-12 完成新建实验2.5.1.2 打开项目点击文件选项中的打开项目，可以打开以前保存的实验，点击打开，就可以在实验台上显示出以前所做的实验了。如图1-13所示：图1-13 打开项目2.5.1.3 保存实验点击文件选项中的保存实验，可以直接保存当前所做的实验。如图1-14所示：图1-14保存实验2.5.1.4 全部保存点击文件选项中的全部保存，可以同时保存当前所做的多个实验。2.5.1.5退出点击文件选项中的退出，即关闭整个实验平台系统，与右上方功能相同。2.5.2 窗口在菜单栏的第二个选项视图中，可以看到如图1-15所示中窗口运行菜单中的所有内容：图1-15窗口如果用户关闭了某些默认程序，可在窗口中打开。2.5.2.1用户信息点击窗口选项中的用户信息，在系统的左下方，自动显示出用户的相关信息。2.5.2.2实验样例点击窗口选项中的实验样例，在系统左侧会自动打开实验样例窗口，显示典型实验样例。2.5.2.3实验安排点击窗口选项中的实验安排，系统会打开实验安排窗口，教师可安排安排实验。2.5.2.4设备信息点击窗口选项中的设备信息，在系统下方会自动打开设备信息窗口，显示设备相关参数信息。2.5.2.5 当前试验器件库点击窗口选项中的当前试验器件库，在实验库中，系统会在平台右侧打开当前实验器件库窗口，显示当前实验的实验器件。2.5.2.6 实验调试器点击窗口选项中的实验调试器，在实验库中，系统会打开实验调试器窗口，显示内置实验管理器的实验。2.5.3 帮助在菜单栏的最后一个选项帮助中，可以看到如图1-16所示中帮助运行菜单中的所有内容：图1-16帮助2.5.3.1 关于我们点击帮助选项中的关于我们，可直接显示出关于我们公司的相关信息。如图1-17所示：图 1-17 关于我们2.5.3.2 搜索点击帮助选项中的搜索，可直接在平台右侧弹出搜索框，如图1-18所示：图1-18 搜索2.5.3.3 动态帮助点击帮助选项中的动态帮助，可直接在平台右侧弹出相关主题，如图1-19所示：图1-19 动态帮助2.5.3.4帮助内容点击帮助选项中的帮助内容，可以显示出帮助文档。如图1-20所示：图 1-20帮助文档在帮助文档中可以查看本系统的软件使用说明，相关器材说明，和对应的典型实验指导书。2.5.3.5欢迎 点击帮助选项中的欢迎，可以查看公司宣传主页。如图1-21所示：图 1-21 润尼尔主页2.6 工具栏2.6.1 工具栏提供菜单栏使用工具的一些快捷按键，如图1-22工具栏所示：图1-22 工具栏方便用户快速使用：点击打开实验项目，与菜单栏中文件打开项目功能相同；点击保存实验，与菜单栏中文件保存实验功能相同；点击全部保存，与菜单栏中文件全部保存功能相同；点击用户信息，与菜单栏中窗口用户信息功能相同；点击实验样例，与菜单栏中窗口实验样例功能相同；点击实验安排，与菜单栏中窗口实验安排功能相同；点击设备信息，与菜单栏中窗口设备信息功能相同；点击当前实验器件库，与菜单栏中窗口当前实验器件库功能相同；点击实验调试器，与菜单栏中窗口实验调试器功能相同。2.7 用户信息2.7.1 重新登录点击用户信息中的重新登录，可以使用者更换用户来登录程序。如图1-23所示：图1-23 重新登录2.7.2 注销 点击用户信息中的注销，直接退出当前系统返回到系统开始界面，如图1-24所示：图1-24 注销后退回界面2.8 实验2.8.1 运行 点击实验选项中的运行，如图1-25所示，可运行当前实验。 图1-25 运行2.8.2 仿真模型结果运行实验后，可查看仿真模型结果，如图1-26所示：图 1-26 仿真模型结果二、器材使用说明此部分是对基于数字信号处理课程开发的实验模块的介绍，按照模块的功能分成6个库，下面对每个库中的模块功能进行详细的说明，模块组成见如表1：表 1 模块组成(共40个)序列模块库(共5个)抽样脉冲序列采样信号处理模块库（共8个）信号延迟阶跃序列信号上采样矩形序列信号下采样实指数序列增益器正弦序列信号相加（三端口）序列操作模块库（共7个）序列相加信号相加（二端口）序列延迟信号异或序列平移信号点乘序列相乘滤波器模块库（共4个）模拟低通滤波器序列反褶数字滤波器（传递函数型）序列累加FIR数字滤波器序列卷积IIR数字滤波器实验专用模块库（共9个）正弦采样信号分析与绘图模块库（共7个）系统幅频响应数据写入外部文件信号频谱图读取外部数据（txt）文件信号波形图过零点检测器信号针状图1/z传递函数（滤波器结构）零极点分布图窗函数系统阶跃响应IFFT（快速傅立叶反变换）系统冲激响应FFT（快速傅立叶变换）非归零码-基带脉冲信号1、序列模块库1.1、抽样脉冲序列1、功能说明： 此模块作为产生序列信号使用，根据参数配置生成抽样脉冲序列。2、可调参数： 可调参数共4个： （1）采样脉冲点：该参数指定产生抽样脉冲的位置，该点幅度值为1，该参数默认值为0； （2）序列取值范围的左边边界点：该参数指定抽样脉冲序列的取值范围的左边边界点，该参数默认值为-10；（3）序列取值范围的右边边界点：该参数指定抽样脉冲序列的取值范围的右边边界点，该参数默认值为10；（4）幅度值的增益系数：该参数指定抽样脉冲序列各个点的幅值的放大或缩小比例，该参数默认值为1。3、输入输出： 输入项：无 输出项：并行输出两行数据，第一行为抽样脉冲序列幅度值，第二行为对应的幅度值的各个取值点4、使用方法： 作为序列使用，根据参数配置生成抽样脉冲序列给其它模块进行处理。1.2、阶跃序列1、功能说明： 此模块作为产生序列信号使用，根据参数配置生成阶跃序列。2、可调参数： 可调参数共4个： （1）跳变起始点：该参数指定阶跃序列幅值跳变的位置，该点幅度值为1，该参数默认值为0； （2）序列取值范围的左边边界点：该参数指定阶跃序列的取值范围的左边边界点，该参数默认值为-5；（3）序列取值范围的右边边界点：该参数指定阶跃序列的取值范围的右边边界点，该参数默认值为10；（4）幅度值的增益系数：该参数指定阶跃序列各个点的幅值的放大或缩小比例，该参数默认值为1。3、输入输出： 输入项：无 输出项：并行输出两行数据，第一行为阶跃序列幅度值，第二行为对应的幅度值的各个取值点4、使用方法： 作为序列使用，根据参数配置生成阶跃序列给其它模块进行处理。1.3、矩形序列1、功能说明： 此模块作为产生序列信号使用，根据参数配置生成矩形序列。2、可调参数： 可调参数共5个： （1）矩形区域的起点：该参数指定序列幅值矩形区域的起始位置，该点幅度值为1，该参数默认值为5；（2）矩形区域的止点：该参数指定序列幅值矩形区域的终止位置，该点幅度值为1，该参数默认值为15； （3）序列取值范围的左边边界点：该参数指定矩形序列的取值范围的左边边界点，该参数默认值为0；（4）序列取值范围的右边边界点：该参数指定矩形序列的取值范围的右边边界点，该参数默认值为20；（5）幅度值的增益系数：该参数指定矩形序列各个点的幅值的放大或缩小比例，该参数默认值为1。3、输入输出： 输入项：无 输出项：并行输出两行数据，第一行为矩形序列幅度值，第二行为对应的幅度值的各个取值点4、使用方法： 作为序列使用，根据参数配置生成矩形序列给其它模块进行处理。1.4、实指数序列1、功能说明： 此模块作为产生序列信号使用，根据参数配置生成实指数序列。2、可调参数： 可调参数共4个： （1）实指数的底：该参数指定实指数函数的底（注：底a为实数，|a|1时，序列发散；a为负数时，序列是摆动的），该参数默认值为1.2； （2）序列取值范围的左边边界点：该参数指定实指数序列的取值范围的左边边界点，该参数默认值为0；（3）序列取值范围的右边边界点：该参数指定实指数序列的取值范围的右边边界点，该参数默认值为20；（4）幅度值的增益系数：该参数指定实指数序列各个点的幅值的放大或缩小比例，该参数默认值为1。3、输入输出： 输入项：无 输出项：并行输出两行数据，第一行为实指数序列幅度值，第二行为对应的幅度值的各个取值点4、使用方法： 作为序列使用，根据参数配置生成实指数序列给其它模块进行处理。1.5、正弦序列1、功能说明： 此模块作为产生序列信号使用，根据参数配置生成正弦序列。2、可调参数： 可调参数共4个： （1）序列取值范围的左边边界点：该参数指定正弦序列的取值范围的左边边界点，该参数默认值为0；（2）序列取值范围的右边边界点：该参数指定正弦序列的取值范围的右边边界点，该参数默认值为20；（3）序列的数字角频率：该参数指定正弦序列的数字角频率，单位为弧度，默认值为0.314；（4）幅度值的增益系数：该参数指定正弦序列各个点的幅值的放大或缩小比例，该参数默认值为1。3、输入输出： 输入项：无 输出项：并行输出两行数据，第一行为正弦序列幅度值，第二行为对应的幅度值的各个取值点4、使用方法： 作为序列使用，根据参数配置生成正弦序列给其它模块进行处理。2、序列操作模块库2.1、序列相加1、功能说明： 此模块实现对序列的相加操作，将输入的两路序列信号进行相加后输出。2、可调参数： 无可调参数3、输入输出： 输入项：两路序列信号 输出项：一路序列信号4、使用方法： 作为序列操作使用，将输入的两路序列信号进行相加后得到一路序列信号给其它模块进行处理。2.2、序列卷积1、功能说明： 此模块实现对序列的卷积运算，将输入的两路序列信号进行卷积运算后输出。2、可调参数： 无可调参数3、输入输出： 输入项：两路序列信号 输出项：一路序列信号4、使用方法： 作为序列操作使用，将输入的两路序列信号进行卷积运算后得到一路序列信号给其它模块进行处理。2.3、序列累加1、功能说明： 此模块实现对序列的累加操作，将输入的一路序列信号进行累加后输出。2、可调参数： 无可调参数3、输入输出： 输入项：一路序列信号 输出项：一路序列信号4、使用方法： 作为序列操作使用，将输入的一路序列信号进行累加后得到一路累加后的序列信号给其它模块进行处理。2.4、序列反褶1、功能说明： 此模块实现对序列的反褶操作，将输入的一路序列信号进行反褶后输出。2、可调参数： 无可调参数3、输入输出： 输入项：一路序列信号 输出项：一路序列信号4、使用方法： 作为序列操作使用，将输入的一路序列信号进行反褶后得到一路反褶后的序列信号给其它模块进行处理。2.5、序列相乘1、功能说明： 此模块实现对序列的相乘运算，将输入的两路序列信号进行相乘后输出。2、可调参数： 无可调参数3、输入输出： 输入项：两路序列信号 输出项：一路序列信号4、使用方法： 作为序列操作使用，将输入的两路序列信号进行相乘后得到一路序列信号给其它模块进行处理。2.6、序列平移1、功能说明： 此模块实现对序列的平移操作，将输入的一路序列信号进行平移后输出。2、可调参数： 可调参数共1个： （1）平移的点数：该参数指定对序列向前或向后平移的点数，该参数默认值为1。3、输入输出： 输入项：一路序列信号 输出项：一路序列信号4、使用方法： 作为序列操作使用，将输入的一路序列信号进行平移后得到一路平移后的序列信号给其它模块进行处理。2.7、序列延迟1、功能说明： 此模块实现对序列的延迟操作，将输入的一路序列信号进行延迟后输出。2、可调参数： 可调参数共1个： （1）延迟的点数：该参数指定对序列向后延迟的点数，该参数默认值为1。3、输入输出： 输入项：一路序列信号 输出项：一路序列信号4、使用方法： 作为序列操作使用，将输入的一路序列信号进行延迟后得到一路延迟后的序列信号给其它模块进行处理。3、采样信号处理模块库3.1、信号延迟1、功能说明： 此模块实现对采样信号的延迟操作，将输入的一路采样信号进行延迟后输出。2、可调参数： 可调参数共1个： （1）延迟的采样点数：该参数指定对采样信号向后延迟的点数，该参数默认值为1。3、输入输出： 输入项：一路采样信号 输出项：一路采样信号4、使用方法： 作为采样信号处理使用，将输入的一路采样信号进行延迟后得到一路延迟后的采样信号给其它模块进行处理。3.2、信号点乘1、功能说明： 此模块实现对采样信号的点乘运算，将输入的两路采样信号进行点乘运算后输出。2、可调参数： 无可调参数3、输入输出： 输入项：两路采样信号（两路采样信号的长度必须相等） 输出项：一路采样信号4、使用方法： 作为采样信号处理使用，将输入的两路采样信号进行点乘运算后得到一路采样信号给其它模块进行处理。3.3、信号异或1、功能说明： 此模块实现对采样信号的异或运算，将输入的两路采样信号进行异或运算后输出。2、可调参数： 无可调参数3、输入输出： 输入项：两路采样信号（两路采样信号的长度必须相等） 输出项：一路采样信号4、使用方法： 作为采样信号处理使用，将输入的两路采样信号进行异或运算后得到一路采样信号给其它模块进行处理。3.4、信号相加（二端口）1、功能说明： 此模块实现对采样信号的相加运算，将输入的两路采样信号进行相加运算后输出。2、可调参数： 无可调参数3、输入输出： 输入项：两路采样信号（两路采样信号的长度必须相等） 输出项：一路采样信号4、使用方法： 作为采样信号处理使用，将输入的两路采样信号进行相加运算后得到一路采样信号给其它模块进行处理。3.5、信号相加（三端口）1、功能说明： 此模块实现对采样信号的相加运算，将输入的三路采样信号进行相加运算后输出。2、可调参数： 无可调参数3、输入输出： 输入项：三路采样信号（三路采样信号的长度必须相等） 输出项：一路采样信号4、使用方法： 作为采样信号处理使用，将输入的三路采样信号进行相加运算后得到一路采样信号给其它模块进行处理。3.6、增益器1、功能说明： 此模块实现对采样信号的放大或缩小的处理，将输入的一路采样信号根据配置参数进行相应比例的幅值运算后输出。2、可调参数： 可调参数共1个： （1）增益系数：该参数指定对采样信号进行放大或缩小的倍数，默认值为1。3、输入输出： 输入项：一路采样信号 输出项：一路放大或缩小后的采样信号4、使用方法： 作为采样信号处理使用，将输入的一路采样信号进行放大或缩小后得到一路采样信号给其它模块进行处理。3.7、信号下采样1、功能说明： 此模块实现对采样信号的下采样处理，将输入的一路采样信号根据配置参数进行下采样处理后输出。2、可调参数： 可调参数共1个： （1）下采样因子：该参数指定对采样信号进行下采样时的采样因子，默认值为1。3、输入输出： 输入项：一路采样信号 输出项：一路下采样后的采样信号4、使用方法： 作为采样信号处理使用，将输入的一路采样信号进行下采样后得到一路采样信号给其它模块进行处理。3.8、信号上采样1、功能说明： 此模块实现对采样信号的上采样处理，将输入的一路采样信号根据配置参数进行上采样处理后输出。2、可调参数： 可调参数共1个： （1）上采样因子：该参数指定对采样信号进行上采样时的采样因子，默认值为1。3、输入输出： 输入项：一路采样信号 输出项：一路上采样后的采样信号4、使用方法： 作为采样信号处理使用，将输入的一路采样信号进行上采样后得到一路采样信号给其它模块进行处理。4、滤波器模块库4.1、模拟低通滤波器1、功能说明： 此模块实现对采样信号的滤波处理，根据输入参数配置生成模拟低通滤波器，然后对输入采样信号进行滤波后输出。2、可调参数： 可调参数共5个： （1）输入信号的采样频率：该参数指定输入信号的采样频率，单位为Hz，默认值为1000Hz； （2）滤波器的阶数：该参数指定模拟低通滤波器的阶数，默认值为6； （3）滤波器通带截止频率：该参数指定模拟低通滤波器的通带截止频率，单位为Hz，默认值为100Hz； （4）通带最大波动幅度：该参数指定模拟低通滤波器的通带最大波动幅度，单位为dB，默认值为3dB；（5）滤波器的类型：该参数指定使用的模拟低通滤波器的类型，有“巴特沃斯型”、“切比雪夫1型”两种滤波器可供选择，默认为“巴特沃斯型”。3、输入输出： 输入项：一路采样信号 输出项：一路经过滤波后的采样信号4、使用方法： 作为滤波器模块使用，根据输入参数配置生成模拟低通滤波器，然后对输入采样信号进行滤波后输出给其它模块进行处理。4.2、IIR数字滤波器1、功能说明： 此模块实现对采样信号的滤波处理，根据输入参数配置生成IIR数字滤波器（注：该模块能根据设置的通带截止频率、阻带截止频率这两个参数之间的关系生成低通或高通功能的滤波器），然后对输入采样信号进行滤波后输出。2、可调参数： 可调参数共6个： （1）数字通带截止频率：该参数指定IIR数字滤波器归一化的数字通带截止频率，单位为弧度，默认值为0.5； （2）数字阻带截止频率：该参数指定IIR数字滤波器归一化的数字阻带截止频率，单位为弧度，默认值为0.8； （3）通带最大波动幅度：该参数指定IIR数字滤波器通带最大波动幅度，单位为dB，默认值为3dB； （4）过渡带衰减幅度：该参数指定IIR数字滤波器通带截止频率到阻带截止频率的衰减幅度，单位为dB，默认值为30dB；（5）滤波器的类型：该参数指定使用的IIR数字滤波器的类型，有“巴特沃斯型”、“切比雪夫1型”两种滤波器可供选择，默认为“巴特沃斯型”。（6）滤波器的功能：该参数指定滤波器的功能，有“低通”、“高通”两种功能可供选择，默认为“低通”。3、输入输出： 输入项：一路采样信号 输出项：一路经过滤波后的采样信号4、使用方法： 作为滤波器模块使用，根据输入参数配置生成IIR数字低通或高通滤波器，然后对输入采样信号进行滤波后输出给其它模块进行处理。4.3、FIR数字滤波器1、功能说明： 此模块实现对采样信号的滤波处理，根据输入参数配置生成FIR数字滤波器，然后对输入采样信号进行滤波后输出。2、可调参数： 可调参数共5个： （1）数字通带截止频率：该参数指定FIR数字滤波器归一化的数字通带截止频率，单位为弧度，当滤波器功能为低通或高通时，参数设置为一个数值，当滤波器功能为带通或带阻时，参数设置为一个向量，默认值为0.5； （2）数字阻带截止频率：该参数指定FIR数字滤波器归一化的数字阻带截止频率，单位为弧度，当滤波器功能为低通或高通时，参数设置为一个数值，当滤波器功能为带通或带阻时，参数设置为一个向量，默认值为0.8； （3）过渡带衰减幅度：该参数指定FIR数字滤波器通带截止频率到阻带截止频率的衰减幅度，单位为dB，该参数用于凯塞尔窗函数设计FIR滤波器时计算滤波器的阶数，默认值为53dB； （4）窗函数类型：该参数指定设计FIR数字滤波器时采用的窗函数，有“矩形窗”、“三角窗”、“汉宁窗”、“汉明窗”、“布莱克曼窗”、“凯塞尔窗”共六种类型的窗函数可供选择，默认为“汉明窗”； （5）滤波器的功能：该参数指定滤波器的功能，有“低通”、“高通”、“带通”、“带阻”四种功能可供选择，默认为“低通”。3、输入输出： 输入项：一路采样信号 输出项：一路经过滤波后的采样信号4、使用方法： 作为滤波器模块使用，根据输入参数配置生成FIR数字滤波器，然后对输入采样信号进行滤波后输出给其它模块进行处理。4.4、数字滤波器（传递函数型）1、功能说明： 此模块实现对采样信号的滤波处理，根据输入参数配置生成数字滤波器，然后对输入采样信号进行滤波后输出。2、可调参数： 可调参数共2个： （1）滤波器传递函数的分子系数：该参数指定数字滤波器的传递函数的分子系数，该值是一个向量，默认值为0,0.8131； （2）滤波器传递函数的分母系数：该参数指定数字滤波器的传递函数的分母系数，该值是一个向量，默认值为1,-1.1642,1。3、输入输出： 输入项：一路采样信号 输出项：一路经过滤波后的采样信号4、使用方法： 作为滤波器模块使用，根据输入参数配置生成数字滤波器，然后对输入采样信号进行滤波后输出给其它模块进行处理。5、实验专用模块库5.1、正弦采样信号1、功能说明： 此模块作为产生正弦采样信号使用，根据参数配置生成正弦采样信号。2、可调参数： 可调参数共4个： （1）信号的幅值系数：该参数指定正弦采样信号的最大幅度值，该参数默认值为1；（2）信号的频率：该参数指定正弦采样信号的频率，单位为Hz，根据奈奎斯特采样定理，该值必须小于等于采样频率的一半，默认值为5Hz； （3）信号的采样频率：该参数指定正弦采样信号的采样频率，单位为Hz，该参数默认值为100Hz；（4）信号的终止时间：该参数指定正弦采样信号的终止时间，信号从0时刻开始，到该（参数）时刻终止，单位为秒，默认值为1秒。3、输入输出： 输入项：无 输出项：一行正弦采样信号数据4、使用方法： 作为正弦采样信号使用，根据参数配置生成正弦采样信号给其它模块进行处理。5.2、非归零码-基带脉冲信号1、功能说明： 此模块作为产生非归零的基带脉冲信号使用，根据参数配置生成非归零码-基带脉冲信号。2、可调参数： 可调参数共3个： （1）信号的波特率：该参数指定基带脉冲信号的波特率，单位为比特/秒（bit/s），默认值为100 bit/s；（2）信号的终止时间：该参数指定基带脉冲信号的终止时间，信号从0时刻开始，到该（参数）时刻终止，单位为秒，默认值为0.1秒； （3）比特上采样点数：该参数指定基带脉冲信号每一位比特上采样的点数，该参数默认值为10。注：（基带脉冲信号的采样频率） = （信号的波特率） * （比特上采样点数）。3、输入输出： 输入项：无 输出项：一行基带脉冲信号数据4、使用方法： 作为基带脉冲信号使用，根据参数配置生成非归零码-基带脉冲信号给其它模块进行处理。5.3、FFT（快速傅立叶变换）1、功能说明： 此模块实现信号的快速傅立叶变换功能，根据输入参数对输入数据信号实现相应长度的FFT运算后输出。2、可调参数： 可调参数共1个： （1）FFT的点数：指定快速傅立叶变换时的点数，默认值为16。3、输入输出： 输入项：一路数据信号 输出项：一路变换后的数据信号4、使用方法： 作为实现信号的快速傅立叶变换来使用，根据输入参数对输入数据信号实现相应长度的FFT运算后输出给其它模块进行处理。5.4、IFFT（快速傅立叶反变换）1、功能说明： 此模块实现信号的快速傅立叶反变换功能，根据输入参数对输入数据信号实现相应长度的IFFT运算后输出。2、可调参数： 可调参数共1个： （1）IFFT的点数：指定快速傅立叶反变换时的点数，默认值为16。3、输入输出： 输入项：一路数据信号 输出项：一路反变换后的数据信号4、使用方法： 作为实现信号的快速傅立叶反变换来使用，根据输入参数对输入数据信号实现相应长度的IFFT运算后输出给其它模块进行处理。5.5、窗函数1、功能说明： 此模块作为产生窗序列向量来使用，根据参数配置生成相应的窗序列向量。2、可调参数： 可调参数共3个： （1）窗的长度：该参数指定生成的窗序列的长度，默认值为45；（2）阻带最小衰减：该参数指定滤波器的阻带最小衰减，单位为dB，该参数用于计算凯塞尔窗函数时确定值，默认值为53； （3）窗函数类型：该参数指定窗函数的类型，有“矩形窗”、“三角窗”、“汉宁窗”、“汉明窗”、“布莱克曼窗”、“凯塞尔窗”共六种类型的窗函数可供选择，默认为“汉明窗”。3、输入输出： 输入项：无 输出项：一行窗序列向量数据4、使用方法： 作为窗函数使用，根据参数配置生成相应的窗序列向量给其它模块进行处理。5.6、1/z传递函数（滤波器结构）1、功能说明： 此模块实现滤波器的结构（传递函数子网络）功能，根据输入参数对输入数据信号实现滤波后输出。2、可调参数： 可调参数共2个： （1）滤波器传递函数子网络的分子系数：该参数指定数字滤波器的传递函数子网络的分子系数，该值是一个向量，默认值为1,2,1； （2）滤波器传递函数子网络的分母系数：该参数指定数字滤波器的传递函数子网络的分母系数，该值是一个向量，默认值为1,-0.1309,0.3355。3、输入输出： 输入项：一路采样信号 输出项：一路经过滤波后的采样信号4、使用方法： 作为实现滤波器的结构（传递函数子网络）来使用，根据输入参数对输入数据信号实现滤波后输出给其它模块进行处理。5.7、过零点检测器1、功能说明： 此模块实现信号的过零判决功能，将输入的数据信号进行过零检测后判决输出。2、可调参数： 无可调参数3、输入输出： 输入项：一路采样信号 输出项：一路经过判决后的采样信号4、使用方法： 作为实现信号的过零检测来使用，将输入的数据信号进行过零检测后判决输出给其它模块进行处理。5.8、读取外部数据（txt）文件1、功能说明： 此模块实现从存储介质上读取txt文件中的数据的功能，根据设置的参数到指定位置读取对应的txt文件中的数据并输出。2、可调参数： 可调参数共1个： （1）读取txt文件的目录地址：该参数指定要读取的txt文件的存放路径。3、输入输出： 输入项：无 输出项：读取到的一行或多行数据4、使用方法： 作为实现读取外部txt文件中的数据来使用，根据设置的参数到指定位置读取对应的txt文件中的数据并输出给其它模块进行处理。5.9、数据写入外部文件1、功能说明： 此模块实现将数据存储到指定目录下的txt文件中的功能，根据设置的参数将数据以txt文件格式存储到指定的目录下。2、可调参数： 可调参数共1个： （1）存储txt文件的目录地址：该参数指定要存放的txt文件的目标路径。3、输入输出： 输入项：一行或多行数据 输出项：无4、使用方法： 作为实现数据存储为txt文件来使用，根据设置的参数将数据以txt文件格式存储到指定的目录下。6、分析与绘图模块库6.1、系统幅频响应1、功能说明： 此模块实现求滤波器系统的幅频响应的功能，将输入的滤波器系统参数（以传递函数表示）通过求频率响应计算出幅频响应结果并以曲线图的方式显示。2、可调参数： 无可调参数3、输入输出： 输入项：滤波器传递函数的分子分母系数 输出项：幅频响应图（在实验结果页显示）4、使用方法： 作为实现求系统的幅频响应来使用，将输入的滤波器系统参数（以传递函数表示）通过求频率响应计算出幅频响应结果并以曲线图的方式显示。6.2、系统冲激响应1、功能说明： 此模块实现求滤波器系统的冲激响应的功能，将输入的滤波器系统参数（以传递函数表示）根据设置的参数要求，计算出冲激响应的结果，并以曲线图的方式显示。2、可调参数： 可调参数共1个： （1）冲激响应输出的序列个数：该参数指定冲激响应输出的计算结果的序列个数，默认值为50。3、输入输出： 输入项：滤波器传递函数的分子分母系数 输出项：冲激响应图（在实验结果页显示）4、使用方法： 作为实现求系统的冲激响应来使用，将输入的滤波器系统参数（以传递函数表示）根据设置的参数要求，计算出冲激响应的结果，并以曲线图的方式显示。6.3、系统阶跃响应1、功能说明： 此模块实现求滤波器系统的阶跃响应的功能，将输入的滤波器系统参数（以传递函数表示）根据设置的参数要求，计算出阶跃响应的结果，并以曲线图的方式显示。2、可调参数： 可调参数共1个： （1）阶跃响应输出的序列个数：该参数指定阶跃响应输出的计算结果的序列个数，默认值为50。3、输入输出： 输入项：滤波器传递函数的分子分母系数 输出项：阶跃响应图（在实验结果页显示）4、使用方法： 作为实现求系统的阶跃响应来使用，将输入的滤波器系统参数（以传递函数表示）根据设置的参数要求，计算出阶跃响应的结果，并以曲线图的方式显示。6.4、零极点分布图1、功能说明： 此模块实现绘制滤波器系统的零极点分布图的功能，将输入的滤波器系统参数（以传递函数表示）计算出零极点结果并以分布图的方式显示。2、可调参数： 无可调参数3、输入输出： 输入项：滤波器传递函数的分子分母系数 输出项：零极点分布图（在实验结果页显示）4、使用方法： 作为实现绘制滤波器系统的零极点分布图来使用，将输入的滤波器系统参数（以传递函数表示）计算出零极点结果并以分布图的方式显示。6.5、信号针状图1、功能说明： 此模块实现信号针状图的绘制，根据设置的参数绘制输入数据信号的针状图。2、可调参数： 无可调参数3、输入输出： 输入项：一路数据信号 输出项：信号针状图（在实验结果页显示）4、使用方法： 作为实现信号针状图的绘制使用，根据设置的参数绘制输入数据信号的针状图并在实验结果页中显示。6.6、信号波形图1、功能说明： 此模块实现信号波形图的绘制，根据设置的参数绘制输入数据信号的波形图。2、可调参数： 可调参数共1个： （1）图形的颜色：该参数指定绘制图形的颜色，有“红”、“绿”、“蓝”、“黄”四种颜色可供选择，默认值为“绿”色。3、输入输出： 输入项：一路数据信号 输出项：信号波形图（在实验结果页显示）4、使用方法： 作为实现信号波形图的绘制使用，根据设置的参数绘制输入数据信号的波形图并在实验结果页中显示。6.7、信号频谱图1、功能说明： 此模块实现信号频谱图的绘制，根据设置的参数绘制输入数据信号的频谱图。2、可调参数： 可调参数共2个： （1）输入信号的采样频率：该参数指定输入信号的采样频率，须根据输入信号的实际采样频率来进行设置，单位为Hz，默认值为100Hz；（2）图形的颜色：该参数指定绘制图形的颜色，有“红”、“绿”、“蓝”、“黄”四种颜色可供选择，默认值为“绿”色。3、输入输出： 输入项：一路数据信号 输出项：信号频谱图（在实验结果页显示）4、使