数字信号处理综合设计性实验报告

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1、广州大学《数字信号处理实验》综合设计性实验报告册实验项目数字音频信号的分析与处理学院机械与电气工程学院年级专业班电子信息工程姓名学号成绩实验地点电子楼316指导老师黄高飞《综合设计性实验》预习报告实验项目：数字音频信号的分析与处理一引言：数字信号处理技术在音频信号处理中的应用日益增多，其灵活方便的优点得到体现。分频器即为其中一种音频工程中常用的设备。人耳能听到的声音频率范围为20Hz~20000Hz，但由于技术所限，扬声器难以做到在此频率范围内都有很好的特性，因此一般采用两个以上的扬声器来组成一个系统，不同的扬声器播放不同频带的

2、声音，将声音分成不同频带的设备就是分频器。二实验目的：1．复习巩固数字信号处理的基本理论；2．利用所学知识研究并设计工程应用方案。三实验原理：数字信号处理技术在音频信号处理中的应用日益增多，其灵活方便的优点得到体现。分频器即为其中一种音频工程中常用的设备。人耳能听到的声音频率范围为20Hz~20000Hz，但由于技术所限，扬声器难以做到在此频率范围内都有很好的特性，因此一般采用两个以上的扬声器来组成一个系统，不同的扬声器播放不同频带的声音，将声音分成不同频带的设备就是分频器。下图是一个二分频的示例。分频器低频放大器高频放大器声音

3、输入High-passLow-pass图8.1二分频示意图高通滤波器和低通滤波器可以是FIR或IIR类型，其中FIR易做到线性相位，但阶数太高,不仅需要耗费较多资源，且会带来较长的延时；IIR阶数低，但易出现相位失真及稳定性问题。对分频器的特性，考虑最多的还是两个滤波器合成的幅度特性，希望其是平坦的，如图8.2所示：图8.2分频器幅度特性由于IIR的延时短，因此目前工程中大量应用的还是Butterworth、Bessel、Linkwitz-Riley三种IIR滤波器。其幅频特性如图8.3所示：图8.3三种常用IIR分频器的幅度特

4、性巴特沃斯、切比雪夫、椭圆等类型的数字滤波器系数可通过调用MATLAB函数很方便的计算得到，但Bessel、Linkwitz-Riley数字滤波器均无现成的Matlab函数。为了使设计的IIR滤波器方便在DSP上实现，常将滤波器转换为二阶节级联的形式。设计好分频器后，为验证分频后的信号是否正确，可用白噪声信号作为输入信号，然后对分频后的信号进行频谱分析。四实验内容：任意选择两种类型的IIR数字滤波器，设计一个二分频的数字分频器，已知系统的采样率为48000Hz。（1）分频点为2000Hz；（2）要求给出类似图8.3的幅频特性图，

5、分频器的幅频响应平坦，在分频点处最多不能超过3dB的偏差；（3）滤波器必须是二阶节形式；（4）给出相位特性图；（5）用频谱分析的方法验证设计好的分频器；（6）对选用的两种类型的滤波器效果进行对比。五重点问题：如何实现滤波器六参考文献：《数字信号处理原理实现、应用》广州大学原始数据记录表学生姓名孔志荣学号1107400052同组人班别电信2班专业通信学院机械与电气工程实验项目数字音频信号的分析与处理指导老师黄高飞实验进行时间2014年6月23日时至时；实验地点室温湿度天气原始数据记录：备注：注：此表格必须附在《实验报告》内一并交给

6、任课老师。《综合设计性实验》实验报告实验名称：摘要：一引言：数字信号处理技术在音频信号处理中的应用日益增多，其灵活方便的优点得到体现。分频器即为其中一种音频工程中常用的设备。人耳能听到的声音频率范围为20Hz~20000Hz，但由于技术所限，扬声器难以做到在此频率范围内都有很好的特性，因此一般采用两个以上的扬声器来组成一个系统，不同的扬声器播放不同频带的声音，将声音分成不同频带的设备就是分频器。二实验要求：任意选择两种类型的IIR数字滤波器，设计一个二分频的数字分频器，已知系统的采样率为48000Hz。（1）分频点为2000Hz

7、；（2）要求给出类似图8.3的幅频特性图，分频器的幅频响应平坦，在分频点处最多不能超过3dB的偏差；（3）滤波器必须是二阶节形式；（4）给出相位特性图；（5）用频谱分析的方法验证设计好的分频器；（6）对选用的两种类型的滤波器效果进行对比。三实验仪器：Matlab7.0四实验步骤：任意选择两种类型的IIR数字滤波器，设计一个二分频的数字分频器，已知系统的采样率为48000Hz。（1）分频点为2000Hz；（2）要求给出类似图8.3的幅频特性图，分频器的幅频响应平坦，在分频点处最多不能超过3dB的偏差；（3）滤波器必须是二阶节形式；

8、（4）给出相位特性图；（5）用频谱分析的方法验证设计好的分频器；（6）对选用的两种类型的滤波器效果进行对比。五数据处理及实验结果表示：wc=4000/48000;N=3;[B1,A1]=cheby1(N,3,wc);[Hl,wl]=freqz(B1,A1);fl