正弦信号的谱分析及提取

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1、西南科技大学课程设计报告课程名称：数字通信课程设计设计名称：正弦信号的谱分析及提取姓名：丁雍学号:20054223班级：通信0501指导教师：李艳起止日期：2008.8.27---2008.8.31西南科技大学信息工程学院制课程设计任务书学生班级：通信0501学生姓名：丁雍学号：20054223设计名称：正弦信号的谱分析及提取起止日期：2008.8.27---2008.8.31指导教师：李艳设计要求：（1）、录制一段音频（如歌曲，说话声等），采用Matlab工具对此音频信号用FFT作谱分析。（2）、录制一段加入噪声的音频（如在歌声中加入尖锐的口哨声或者其他噪声），采用Mat

2、lab工具对此音频信号用FFT作谱分析。（3）、选择合适的指标，设计FIR数字滤波器，将音频中加入的噪声信号减弱或滤除。扩展要求：（4）、将处理后的音频信号重新生成.wav文件，收听该音频，根据效果调整滤波器指标重新设计滤波器。课程设计学生日志时间设计内容2008.8.27上午上网以及看以前学过的教程《matlab》、《现代通信原理》、《数字信号处理》，查阅相关资料。2008.8.27下午分析设计要求，计算各项设计中的参数，查阅资料解决。2008.8.28书写程序，把各个功能按模块化格式编写小程序，并实现其部分功能。2008.8.29把各个模块整理成一个完整的程序，并调试，

3、看各项功能的实现是否可完成208.8.30检查错误，并修改程序中的不足和不符合题目要求的程序，检查各项指标是否完成。2008.8.31完成程序的设计，答辩。课程设计考勤表周星期一星期二星期三星期四星期五课程设计评语表指导教师评语：成绩：指导教师：年月日设计题目一、正弦信号的谱分析及提取一、设计目的和意义（1）、录制一段音频（如歌曲，说话声等），采用Matlab工具对此音频信号用FFT作谱分析。（2）、录制一段加入噪声的音频（如在歌声中加入尖锐的口哨声或者其他噪声），采用Matlab工具对此音频信号用FFT作谱分析。（3）、选择合适的指标，设计FIR数字滤波器，将音频中加入的

4、噪声信号减弱或滤除。扩展要求：（4）、将处理后的音频信号重新生成.wav文件，收听该音频，根据效果调整滤波器指标重新设计滤波器二、设计原理（1）、利用matlab的绘图功能画出两个正弦信号，并将两个正弦信号叠加形成一个复合的函数，然后通过图形显示窗口显示三个图形的时域波形。（2）、将合成信号通过FFT变换，然后显示出频谱图，观察频域并行图，并分析波形；（3）、设计低通滤波器，滤出合成信号中的低频分量，并恢复原始低频信号时域波形图。（4）、设计高通滤波器，滤出合成信号中的高频分量，并恢复原始高频信号时域波形图。三、详细设计步骤（1）、读取音频信号，调用wavread函数，并调

5、用sound函数使音频信号发声，具体的程序如下：filename=input('inputthefilename:','s');[y,fs,nbits]=wavread(filename);siz=wavread(filename,'size');[fid,message]=fopen(filename,'r');snd=importdata(filename);sound(snd.data,snd.fs);其中也求出了音频信号的采样频率fs。然后画出信号的时域波形，观察其形状。图一（音频信号和加了噪音的信号的时域波形）（2）、根据以上求得的采样频率对音频信号FFT变换，然

6、后通过图形显示其频谱图。然后加如噪声信号，噪声信号为与语音信号等时长的随即数列，由randn函数产生，通过图形显示，并与音频信号对比。图二（语音和合成语音的频谱图）（3）、低通滤波器的设计，我选择我熟悉的Butterword滤波器对合成信号中的低频分滤出，具体步骤为：1、设通带截止频率fp=460Hz,阻带截止频率fs=4000Hz,带内最大衰减rp=3,阻带最小衰减rs=100，由这些参数算出滤波器的阶数N和零极点，并算出分子分母系数a,b。题目中的滤波器的传递函数可以表示为：1H(s)=------------------------------------s^3+3*

7、s^2+2*s^+12、通过filter函数把合成音频信号中的低频信号部分提取出来，然后显示其时域波形，但是由于缺少录音机设备，不能人为外加噪声信号，但是加入的randn噪音信号在整个频带都有分量，即它既有高频分量又有低频分量，所以很难把原始的语音信号提取出来。最终恢复的信号非常模糊，基本能看见原语音信号的原形。图三（滤出的语音信号失真）四、设计结果及分析设计结果都可以用图形显示出来，完整显示了语音信号的时域波形，并且通过FFT变换完整显示出频域波形，在噪音处理方面没有做到最佳，由于没有录音机样的设备，使得在加入噪