武汉科技大学 信号及系统课程设计

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1、二○一二～二○一三学年第二学期信息科学与工程学院课程设计报告书课程名称：信号与系统班级：电信DBXXXXX学号：201112135Xxx姓名：XXXXX指导教师：XXXXX目录第一节需求分析第二节理论分析和设计第三节详细设计第四节调试分析和过程描述第五节总结一、需求分析1、设计题目与要求题目一：设有直流信号，现对它进行均匀取样，形成序列。试讨论若对该序列分别作加窗、补零和插零处理，信号频谱结构有何变化。（提示：可先做理论推导，然后将理论推导和编程得到的结果结合起来分析）题目二：在Matlab环境中，利用编程方法对语音信号进行采集和谱分析

2、。（1）通过至少两种方法实现对语音信号的采集，做出时域波形图。（2）对语音信号进行谱分析，做出频谱图，总结出语音信号的特点。2、系统功能对于题目一，先对幅度为1的直流信号进行均匀采样形成序列，然后对得到的序列进行加窗、补零和插零处理，观察信号频谱结构的变化情况。对于题目二，可以用计算机的声音编辑工具录制一段语音信号，生成.wav文件，得到语音信号；也可以将声卡作为对象处理采集语音信号。通过plot函数可以得到时域波形图，对时域信号进行快速傅里叶变换可以的到语音信号的频谱图，对这些图进行分析可以总结出语音信号的特点。二、理分析和设计1、理

3、论分析对于题目一，采样得到的序列其周期为任意整数，若对其加矩形窗进行截断，并将截断的信号做快速傅里叶变换，由于做离散傅里叶变换的点数为原序列的周期，故可以得到原序列的真实谱。对加窗得到的信号进行补零，若补零的点数远多于窗的时域长度，补零之后的这个序列可以看做对离散的门函数加窗得到的，所以补零后的频谱接近于离散的Sa函数；若补零点数远小于窗的时域长度，补零之后的这个序列可以近似看做对原序列（）加窗得到的，所以补零后的频谱近似于原序列的频谱。对加窗得到的信号进行插零，可得到插零后的频谱。对于题目二，可以用计算机的声音编辑工具录制一段语音信号

4、，生成.wav文件，得到语音信号；也可以将声卡作为对象处理采集语音信号。通过plot函数可以绘制出其时域波形图，再对时域信号进行快速傅里叶变换可以得到语音信号的频谱，观察这些图的特点可以总结出语音信号的特点。2、计算题目一：设g（t）=1的傅里叶变换为G（jΩ）.由公式：ℱℱℱℱ可得：G（jΩ）=2πδ（Ω）.设g（n）=1的N点离散傅里叶为G（K）.由公式：可得：G（K）=2π.题目二：设语音信号为x（t），则其序列x（n）的离散傅里叶变换记为X（K）.由离散傅里叶变换的定义公式：.可以得到语音信号的频谱。在Matlab环境中，是通过

5、fft函数来实现的，也即是通过离散傅里叶变换的快速算法来实现的，从而极大的提高了计算的速度。三、详细设计题目一：原信号的波形：01(t)gt经过傅里叶变换后的频谱：0(2π)G(jΩ)Ω采样后得到的序列：①采样后的序列进行加矩形窗处理。加时域长度为5点的矩形窗，源程序及运行所得图像如下：n=0:4%对原序列加时域长度为5点的窗g(n+1)=1;G=fft(g,5)%进行5点的快速傅里叶变换stem(0:4,abs(G),'fill')%绘出频谱图title('对g(n)加时域为5点的窗并进行5点的快速傅里叶变换')xlabel('fo

6、ntsize{14}bfKrightarrow')ylabel('fontsize{14}bfG（K）rightarrow')加时域长度为100点的矩形窗，源程序及运行所得图像如下：n=0:99%对原序列加时域长度为100点的窗g(n+1)=1;G=fft(g,100)%进行100点的快速傅里叶变换stem(0:99,abs(G),'fill')%绘出频谱图title('对g(n)加时域为100点的窗并进行100点的快速傅里叶变换')xlabel('fontsize{14}bfKrightarrow')ylabel('

7、fontsize{14}bfG（K）rightarrow')①加窗后的序列进行补零处理，分两种情况进行补零。情况一：补零的长度远大于序列的长度。对5点的序列补上105个0，源程序及运行所得图像如下：forn=0:4%对原序列加时域长度为5点的窗g(n+1)=1;endforn=5:109g(n+1)=0%补105个零endG=fft(g,110)%进行110点快速傅里叶变换stem(0:109,abs(G),'fill')axis([010905])title('对5点的序列补上105个0并进行110点快速傅里叶变换')xlabel

8、('fontsize{14}bfKrightarrow')ylabel('fontsize{14}bfG（K）rightarrow')情况二：补零的长度远小于序列的长度。对100点的序列补上10