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1、实用文案宜宾学院物理与电子工程学院(DSP)设计报告题目:音频信号频谱及滤波专业:物理与电子工程学院班级:2012级硕勋励志班学号:120302023姓名:杨龙标准文档实用文案音频信号频谱分析及滤波一、设计任务1、用计算机开始—所有程序---娱乐—录音机程序,录取本人的“物电学院”音频信号,时间约为2秒。格式为8KHz采样,8位量化,单声道,以自已名字命名的.wav文件。(格式转化在录音机的“文件”下拉菜单的“属性”,选择“立即转换”,再到“属性”里选择相应参数计算机录音一般是采样率为44.1kHz,16位量化;为减小计算量,在录机的文件—属性—立即转换,将声音数据转换为采
2、样率8kHz,8位量化)。2、对语音信号逐字进行频谱分析,分析自己语音信号的频谱特征。用wavread()读取声音文件,作图画出声音的时域波形,对其进行频谱分析,画出其频域波形。分析自已音频信号的特点。3、设计一个0Hz----3.4KHz的IIR低通滤波器,,,。对“物”字和“电”字音频信号逐字滤波。要求:画出所设计滤波器的幅频特性曲线,并用该滤波器对音频信号滤波,画出滤波后的音频信号的时域和频域波形,结合波形比较滤波前后的时域和频域信号。同时用sound回放滤波后的声音信号。(本题即为设计一个IIR低通滤波器,通带截止频率为3400Hz,阻带截止频率为3550Hz,阻带
3、衰减为25dB,通带衰减为1dB)4、设计一个0Hz----3.4KHz的FIR低通滤波器,,,。对“物”字和“电”字音频信号逐字滤波。要求:画出所设计滤波器的幅频特性曲线,并用该滤波器对音频信号滤波,画出滤波后的音频信号的时域和频域波形,结合波形比较滤波前后的时域和频域信号。同时用sound回放滤波后的声音信号。(本题即为设计一个FIR低通滤波器,通带截止频率为3400Hz,阻带截止频率为3550Hz,阻带衰减为25dB,通带衰减为1dB)5、设计一个100Hz----8KHz的IIR带通滤波器,,,,,,对“学”字和“院”字的音频信号逐字滤波。要求:标准文档实用文案画出
4、所设计滤波器的幅频特性曲线,并用该滤波器对音频信号滤波,画出滤波后的音频信号的时域和频域波形,结合波形比较滤波前后的时域和频域信号。同时用sound回放滤波后的声音信号。(本题即为设计一个IIR带通滤波器,通带截止频率为100Hz、8000Hz,阻带截止频率为0Hz、8100Hz,阻带衰减为25dB,通带衰减为1dB)6、设计一个100Hz----8KHz的FIR带通滤波器,,,,,对“学”字和“院”字音频信号逐字滤波。要求:画出所设计滤波器的幅频特性曲线,并用该滤波器对音频信号滤波,画出滤波后的音频信号的时域和频域波形,结合波形比较滤波前后的时域和频域信号。同时用soun
5、d回放滤波后的声音信号。(本题即为设计一个FIR带通滤波器,通带截止频率为100Hz、8000Hz;阻带截止频率为0Hz、8100Hz,阻带衰减为25dB,通带衰减为1dB)一、任务分析任务1:此任务就是录制自己的声音信号,但是如果采用上述所提供的方法录制声音信号,录制的的声音信号会因为电脑的不同录音的格式出现个体差异,为了便于MATLAB的调用,也就还要将所录制的声音信号转换成“.wav”格式,这就先得相对比较复杂。故而我们采用专用的录音软件,这样比较方便,在此我们选择“宏乐录音器”来录制声音信号。任务2:此任务对语音信号逐字进行频谱分析,之所以要逐字进行频谱分析,是因为
6、人在对不同的字发声时,可能产生相同的频率成分。如果对所有字的声音一同进行FFT变换,那么便得不出字与字之间组成成分频率的差异。故而对语音信号逐字进行频谱分析,解决逐字分析,根据所有声音在数字域的分布,找出不同字对应的数据段,然后将各个字对应的数据段进行FFT变换,分析得到的频谱,便可以得到自己音频信号的特点。任务3:此任务目的在于设计IIR低通滤波器,值得注意的一点是:所给的通带截止频率,阻带截止频率,这里的频率指的应该是模拟频率,故在设计滤波器是应该先根据(注意此为采样频率)转换成数字频率,然后根据所需设计滤波器的参数确定采用什么原型滤波器,以及采用什么方法将模拟滤波器转
7、化为数字滤波器。标准文档实用文案任务4:此任务是设计与参数与任务3相同的FIR滤波器。同样应该先将模拟频率转化成数字频率,然后利用窗函数法选择合适的窗函数设计FIR滤波器。此任务的难点是各种窗函数在MATLAB中调用函数的格式。任务5:此任务是设计一个通带为100~8kHz的IIR带通滤波器。同样需要将所给的模拟频率转换成对应的数字频率,分析所需设计的滤波器的指标发现所给的指标存在问题,因为本设计的是针对音频信号进行频谱分析及滤波,所规定的采样频率为8kHz,由此可见频带指标违反了乃奎斯特采样定律。故在此将带通滤波