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1、通信与信息工程学院数字信号处理课程设计(综合实验)班级：电子信息工程姓名：王水学号：指导教师：设计时间：2013~2014学年第18至19周成绩：评语：通信与信息工程学院二〇一三年设计一正余弦信号的谱分析【一】设计目的1.用DFT实现对正余弦信号的谱分析；2.观察DFT长度和窗函数长度对频谱的影响；3.对DFT进行谱分析中的误差现象获得感性认识。【二】设计原理如果连续时间信号是频带有限的，那么对其离散时间等效信号的DFT进行谱分析。在大多数情况下，是在范围内定义的，因此也就定义在的无线范围内，要估计一个无限长信号的频谱是不可能的。实用的方法是：先让模拟
2、连续信号通过一个抗混叠的模拟滤波器，然后把它采样成一个离散序列。假定反混叠滤波器的设计是正确的，则混叠效应可以忽略，又假设A/D变换器的字长足够长，则A/D变换中的量化噪声也可忽略。假定表征正余弦信号的基本参数，如振幅、频率和相位不随时间改变，则此信号的傅立叶变换可以用计算它的DTFT得到（1.1）实际上无限长序列首先乘以一个长度为M的窗函数，使它变成一个长为M的有限长序列，，对求出的DTFT应该可以作为原连续模拟信号的频谱估计，然后求出在区间等分为N点的离散傅立叶变换DFT。为保证足够的分辨率，DFT的长度N选的比窗长度M大，其方法是在截断了的序列后
3、面补上N－M个零。计算采用FFT算法。【三】设计内容1.设计一内容1的运行结果clear;closeall;N=32;n=1:N;T=1/64;x1=cos(20*pi*n*T);subplot(2,2,1)stem(n,x1);xlabel('n');ylabel('x1(n)');title('余弦序列');X1=abs(fft(x1,N));subplot(2,2,2)k=0:N-1;stem(k,X1)xlabel('k');ylabel('X(k)');string=[num2str(N),'点FFT幅频特性'];title(string);
4、2.设计一内容2的运行结果clear;closeall;f1=0.22;f2=0.34;N1=16;n1=0:N1-1;x=0.5*sin(2*pi*f1*n1)+sin(2*pi*f2*n1);X=abs(fft(x,N1));subplot(2,2,1)k=0:N1-1;stem(k,X)xlabel('k');ylabel('X(k)');f1=0.22;f2=0.34;N1=16;n1=0:N1-1;x=0.5*sin(2*pi*f1*n1)+sin(2*pi*f2*n1);N2=32;k=0:N2-1;subplot(2,2,2);X=abs
5、(fft(x,N2));stem(k,X)【四】结果分析与体会设计二数字滤波器的设计和实现【一】设计目的1.熟悉IIR数字滤波器和FIR数字滤波器的设计原理和方法；2.学会调用MATLAB信号处理工具箱中的滤波器设计函数设计各种IIR和FIR数字滤波器，学会根据滤波要求确定滤波器指标参数；3.掌握用IIR和FIR数字滤波器的MATLAB实现方法，并能绘制滤波器的幅频特性、相频特性；4.通过观察滤波器的输入、输出信号的时域波形及其频谱，建立数字滤波的概念。【二】设计原理抑制载波单频调幅信号的数学表达式为（2.1）其中，称为载波，为载波频率，称为单频调制信
6、号，为调制正弦波信号频率，且满足>。由（2.1）式可见，所谓抑制载波单频调制信号，就是两个正弦信号相乘，它有2个频率成分：和频+，差频-，这两个频率成分关于载波频率对称。所以，1路抑制载波单频调幅信号的频谱图是关于载波频率对称的两根谱线。显然，当调制频率和（或）载波频率不同时，可以得到包含不同频率成分的单频调幅信号，将几路不同频率成分的单频调幅信号相加后形成混合信号。【三】设计内容【四】结果分析与体会设计三语音信号滤波处理【一】设计目的1.了解语音信号的产生、采集，能绘制语音信号的频率响应曲线及频谱图；2.学会用MATLAB对语音信号进行分析和处理；3
7、.掌握用滤波器去除语音信号噪声的方法，观察去噪前后的语音信号。【二】设计原理1.语音信号的采集在MATLAB软件平台下，利用函数wavread（）对语音信号采集，并记录采样频率和采样点数。将语音信号转换成计算机能够运算的有限长序列。wavread函数的调用格式如下：y=wavread(file)读取file所规定的wav文件，返回采样值放在向量y中。[y,fs]=wavread(file)采样值放在向量y中，fs表示采样频率（Hz）。2.用FFT作谱分析FFT即快速傅立叶变换，它是从DFT运算中发展起来的，利用系数的对称性和周期性减少运算量。长度为N的
8、序列直接计算DFT需要次复乘和次复加，而用FFT进行运算一般需要次复乘和次复加，从而使DFT的
