matlab课程设计任务书_学生版

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1、任务（一）一、名称：滤波器的设计和应用二、任务：设计低通、带通、高通三种巴特沃斯滤波器。观察所设计滤波器的幅频、相频曲线。用同一段音频信号通过不同的滤波器。画出滤波后相应的频谱图，并重放滤波后的声音信号。试听滤波结果，并分析滤波器的作用。参考结果如图1-1和1-2所示：图1-1图1-2三、相关知识：滤波器是一个以特定方式设计出来的系统，用来改变输入信号的频谱分布。信号通过滤波器后会造成频率分布的变化。对于音频信号来说，频率分布直接影响信号重放时的音色和听感。通过对同一段音频素材不同滤波结果的考察，可以更加直观的理解滤波器的作用。可以使用巴特沃斯滤波器来完成上述滤波功能。设计巴特沃斯数字

2、低通滤波器可以使用如下语句：[b,a]=butter(n,wc);其中[b,a]是描述低通滤波器系统函数的两个行向量：即b表示系统函数分子多项式的系数，a表示分母多项式的系数；n为巴特沃斯滤波器的阶数，滤波器的阶数越大，过渡带越窄；wc为数字滤波器的归一化3dB截止频率（即信号幅度下降至处的频率），其数值在[0,1]之间，取1对应0.5倍的采样频率。当wc=[w1,w2]时，是设计2n阶的带通滤波器，3dB通带为w1

3、stop，wc=[w1,w2]时，为2n阶的带阻滤波器。如果在这个函数输入变量的最后，加一个变量‘s’，比如：[b,a]=butter(n,wc,’s’)。表示设计的是模拟滤波器，详细的使用方法，可以用helpbutter阅读。除了巴特沃思滤波器（butter），IIR滤波器还有切比雪夫I（cheby1）、切比雪夫II(cheby2)和椭圆滤波器(ellip)，可以使用help学习他们的使用方法。滤波功能可以使用filter函数实现：c=filter(b,a,y);其中，[b,a]对应所使用滤波器的系统函数的分子和分母多项式的系数，比如，上面设计巴特沃思滤波器所得到的系数[b,a]。y

4、是需要被滤波的信号。c是滤波后的结果信号。傅里叶变换可以使用fft函数实现。调用格式是Y=fft(y,n);其中，y是需要观测频谱的时域离散信号，n是变换点数，当y的点数小于n时，y后面补n-y个零。Y是变换得到的频谱。离散信号的频谱是周期的，周期为2pi。使用函数fft得到的频谱范围是[0~2pi]，当需要观看[-pi~pi]的频谱时，可以使用函数fftshift来转换实现。调用方法是：yy=fftshift(Y);其中，Y是fft得到的[0~2pi]范围的频谱，yy是转换得到的[-pi~pi]的频谱。音频文件的读取可以使用wavread函数实现，其调用方法为：[y,Fs,bits]

5、=wavread('filename');其中，返回值y是音频数据，Fs为采样音频数据时使用的采样频率，bits为每个采样样本的比特数。播放音频数据可以使用sound函数，调用方法为：sound(y,Fs,bits);注意采样频率Fs要设置正确，否则音乐会变调。四、相关函数[b,a]=butter(n,wc);c=filter(b,a,y);[H,w]=freqz(b,a);Y=fft(y,n);yy=fftshift(Y);[y,Fs,bits]=wavread('filename');任务（二）一、名称：信号的幅度调制二、任务：1、仿真幅度调制过程：将一采样信号Sa(t-10)对一

6、个复合信号s=cos(60*pi*t)+cos(40*pi*t)+cos(20*pi*t)进行幅度调制。后用高通、低通、带通三种不同的滤波器进行滤波，并绘出结果图像。2、对上述方法得到的调制信号进行解调，恢复出原始的采样信号（解调过程就是：将调制信号和载波再次相乘后经过低通滤波的过程）。任务1的仿真结果如图2-1和2-2所示（载波信号为周期方波）：图2-1图2-2三、相关知识：幅度调制是指载波幅度随调制信号变化的过程。本实验利用采样信号（Sa(t)）为调制信号，脉冲波（周期方波）信号或正弦信号为载波信号。调制的过程即是两个信号相乘的过程。脉冲波信号就是周期方波信号，可以使用函数squa

7、re实现。该函数和正弦、余弦函数很类似。比如：P=square(2*pi*f0*t,duty)产生基频为f0，即周期为1/f0，占空比为duty的方波信号。设计巴特沃斯数字滤波器的可以使用函数butter实现；滤波可以使用函数filter实现；具体使用细节见综合实验（一）。任务（三）一、名称：模拟信号的采样和重构二、任务：已知一个连续时间信号1、分别显示原连续信号波形和和两种情况下采样信号的波形；2、绘制出上题中原连续信号和两种采样情况下采样信