數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告95152

1、數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 通信11級(jí)16班 學(xué)號(hào)：52111604 姓名：薛煥福實(shí)驗(yàn)一 離散時(shí)間系統(tǒng)及離散卷積一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉MATLAB軟件的使用方法。 2、熟悉系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)分布、單位脈沖響應(yīng)和系統(tǒng)頻率響應(yīng)等概念。 3、利用MATLAB繪制系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)分布圖、系統(tǒng)頻率響應(yīng)和單位脈沖響應(yīng)。 4、熟悉離散卷積的概念，并利用MATLAB計(jì)算離散卷積。 二、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)利用MATLAB的庫(kù)函數(shù)，實(shí)驗(yàn)沖擊響應(yīng)零極點(diǎn)、幅度相位譜的繪制。熟悉MATLAB的使用。并利用離散卷積的概念編寫一個(gè)計(jì)算離散卷積的程序。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求1.離散時(shí)間系統(tǒng)的單位沖擊響應(yīng)（1）選擇一個(gè)離散時(shí)間系統(tǒng)；（2）用

2、筆進(jìn)行差分方程的遞推計(jì)算；（3）編制差分方程的遞推計(jì)算程序；（4）在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)遞推運(yùn)算；（5）將程序計(jì)算結(jié)果與筆算的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證程序運(yùn)行的正確性；2.離散系統(tǒng)的幅頻、相頻的分析方法（1）離散系統(tǒng)的幅頻、相頻的分析方法（2）用筆計(jì)算幾個(gè)特殊的幅頻、相頻的值，畫出示意曲線圖；（3）編制離散系統(tǒng)的幅頻、相頻的分析程序；（4）在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行離散系統(tǒng)的幅頻、相頻特性計(jì)算，并畫出曲線；（5）通過比較，驗(yàn)證程序的正確性；3. 離散卷積的計(jì)算（1）選擇兩個(gè)有限長(zhǎng)序列，用筆計(jì)算其線性卷積；（2）編制有限長(zhǎng)序列線性卷積程序；（3）利用計(jì)算程序?qū)Γ?）選擇的有限長(zhǎng)序列進(jìn)行卷積運(yùn)算；（4）比較結(jié)果驗(yàn)證程序

3、的正確性。四、實(shí)驗(yàn)過程1、離散時(shí)間系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)程序:a=1,-1,0.91; % 系統(tǒng)的系數(shù)b=1,2,3;n0=0;n=-20:120;x=(n-n0)=0; % 利用filter函數(shù)進(jìn)行濾波，從而求得系統(tǒng)的單位沖擊響應(yīng)h=filter(b,a,x); figure(1)stem(n,h); % 利用stem繪制曲線圖title(沖擊響應(yīng));xlabel(n);ylabel(h(n);hfigure(2)z,p,g=tf2zp(b,a); % 求傳遞函數(shù)zplane(z,p) % 求零極點(diǎn)（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：2、離散系統(tǒng)的幅頻、相頻的分析程序：b=0.6,1.2,0.4,0.9; % 分子

4、的系數(shù)a=1.0,-1.7,1.1,-0.5 ; % 分母的系數(shù)m=0:length(b)-1;l=0:length(a)-1;K=500;k=1:K;w=pi*k/K;H=(b*exp(-j*m*w)./(a*exp(-j*l*w); % 求傳遞函數(shù)magH=abs(H); % 求傳遞函數(shù)的幅值angH=angle(H); % 求傳遞函數(shù)的相位figure(1)subplot(2,1,1);plot(w/pi,magH); % 定義坐標(biāo)軸的區(qū)間grid;axis(0,1,0,1); xlabel(w(pi);ylabel(|H|);title(幅度，相位響應(yīng));subplot(2,1,2);

5、plot(w/pi,angH);grid;xlabel(w(pi);ylabel(angle(H);（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：3、離散卷積的計(jì)算程序：function pr13()n=-5:50;u1=stepseq(0,-5,50);u2=stepseq(10,-5,50);x=u1-u2;h=(0.9).n).*u1; figure(1)subplot(3,1,1);stem(n,x);axis(-5,50,0,2);title(輸入序列);xlabel(n);ylabel(x(n);subplot(3,1,2);stem(n,h);axis(-5,50,0,2);title(沖擊響應(yīng)序列);xla

6、bel(n);ylabel(h(n);y,ny=conv_m(x,n,h,n); subplot(3,1,3);stem(ny,y);axis(-5,50,0,8);title(輸出響應(yīng));xlabel(n);ylabel(y(n);function x,n=stepseq(n0,n1,n2)n=n1:n2;x=(n-n0)=0;function y,ny=conv_m(x,nx,h,nh)nyb=nx(1)+nh(1);nye=nx(length(x)+nh(length(h);ny=nyb:nye;y=conv(x,h); （2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)二 離散傅立葉變換與快速傅立葉變換一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

7、：1、加深理解離散傅立葉變換及快速傅立葉變換概念；2、學(xué)會(huì)應(yīng)用FFT對(duì)典型信號(hào)進(jìn)行頻譜分析的方法；3、研究如何利用FFT程序分析確定性時(shí)間連續(xù)信號(hào)；4、熟悉應(yīng)用FFT實(shí)現(xiàn)兩個(gè)序列的線性卷積的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理在各種信號(hào)序列中，有限長(zhǎng)序列信號(hào)處理占有很重要地位，對(duì)有限長(zhǎng)序列，我們可以使用離散Fouier變換(DFT)。這一變換不但可以很好的反映序列的頻譜特性，而且易于用快速算法在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，當(dāng)序列x(n)的長(zhǎng)度為N時(shí)，它的DFT定義為 反變換為 有限長(zhǎng)序列的DFT是其Z變換在單位圓上的等距采樣，或者說是序列Fourier變換的等距采樣，因此可以用于序列的譜分析。用FFT計(jì)算線性卷積： 用FFT

8、可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)序列的圓周卷積。在一定的條件下，可以使圓周卷積等于線性卷積。一般情況，設(shè)兩個(gè)序列的長(zhǎng)度分別為N1和N2，要使圓周卷積等于線性卷積的充要條件是FFT的長(zhǎng)度NN1N2對(duì)于長(zhǎng)度不足N的兩個(gè)序列，分別將他們補(bǔ)零延長(zhǎng)到N。 當(dāng)兩個(gè)序列中有一個(gè)序列比較長(zhǎng)的時(shí)候，我們可以采用分段卷積的方法。通常，我們選擇重疊相加法。重疊相加法：將長(zhǎng)序列分成與短序列相仿的片段，分別用FFT對(duì)它們作線性卷積，再將分段卷積各段重疊的部分相加構(gòu)成總的卷積輸出。三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、用離散傅立葉變換程序處理時(shí)間抽樣信號(hào)，并根據(jù)實(shí)序列離散傅立葉變換的對(duì)稱性，初步判定程序的正確性；2、觀察三角波和反三角波序列的時(shí)域和幅頻特性，

9、用N=8點(diǎn)FFT分析信號(hào)序列和的幅頻特性，觀察兩者的序列形狀和頻譜曲線有什么異同？繪出兩序列及其幅頻特性曲線。三角波序列：反三角波序列：3、 已知余弦信號(hào)如下 當(dāng)信號(hào)頻率，采樣間隔，采樣長(zhǎng)度時(shí)，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換。用FFT程序分析正弦信號(hào)，分別在以下情況下進(jìn)行，并且分析比較結(jié)果（1）F=50, N=32,T=0.000625；（2）F=50, N=32,T=0.005；（3）F=50, N=32,T=0.0046875；（4）F=50, N=32,T=0.004；（5）F=50, N=64=0.0006254、選定某一時(shí)間信號(hào)進(jìn)行N=64點(diǎn)離散傅立葉變換，并且，對(duì)同一信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉變換

10、，并比較它們的速度。四、實(shí)驗(yàn)要求：1、調(diào)試實(shí)驗(yàn)程序，并且，給參考程序加注釋；2、完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)中的信號(hào)序列和，在單位圓上的Z變換頻譜和會(huì)相同嗎？如果不同，你能說出哪一個(gè)低頻分量更多一些嗎？為什么？3、完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析；4、利用編制的計(jì)算卷積的計(jì)算程序，分別給出一下三組函數(shù)的卷積結(jié)果。（1） （2） （3） 五、實(shí)驗(yàn)過程：1、三角波與反三角波序列的時(shí)域和頻域特性：（1）實(shí)驗(yàn)程序：clear all;clc;N=64;n=1:N;xc=zeros(1,N);xd=zeros(1,N);%生成三角波和反三角波for i=1:4xc(i+28)=i;endfor

11、 j=5:8xc(j+28)=9-j;endfor i=1:4xd(i+28)=5-i;endfor j=5:8xd(j+28)=j-4;endfigure(1);subplot(2,1,1),stem(n,xc);title(三角波的時(shí)域波形);subplot(2,1,2),stem(n,xd);title(反三角波的時(shí)域波形);%FFT變換XC=fft(xc,N);XD=fft(xd,N);AXC=abs(XC);AXD=abs(XD);figure(2);subplot(2,1,1),plot(AXC);title(三角波的幅度譜波形);subplot(2,1,2),plot(AXD);

12、title(反三角波的幅度譜波形);（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：2、余弦信號(hào)的傅立葉變換：N=64;F=50;T=0.000625;n=0:N-1;xn=cos(2*pi*n*F*T);X=dft(xn,N);magX=abs(X);subplot(2,1,1),stem(n,xn);xlabel(n);title(離散序列x(n);subplot(2,1,2),stem(n,magX);xlabel(pi);title(DTFTX);（1） F=50,N=32,T=0.000625;F=50,N=64,T=0.000625;實(shí)驗(yàn)程序：clear all;clc;%F=50, N=64,T=0.00062

13、5F=50;N=64;T=0.000625;n=1:N;x=cos(2*pi*F*n*T);figure(1);subplot(2,2,1);plot(n,x);title(x(n)F=50, N=64,T=0.000625);xlabel(n); X=fft(x);magX=abs(X);subplot(2,2,3);plot(n,X);title(FFT|X|);xlabel(f(pi);%F=50, N=32,T=0.000625F=50;N=32;T=0.000625;n=1:N;x=cos(2*pi*F*n*T); subplot(2,2,2);plot(n,x);title(x(n

14、)F=50, N=32,T=0.000625);xlabel(n); X=fft(x);magX=abs(X);subplot(2,2,4);plot(n,X);title(FFT|X|);xlabel(f(pi);實(shí)驗(yàn)結(jié)果：020406080-1-0.500.51x(n)F=50, N=64,T=0.000625n020406080010203040FFT|X|f(pi)010203040-1-0.500.51x(n)F=50, N=32,T=0.000625n01020304005101520FFT|X|f(pi)（2）F=50,N=32,T=0.005;F=50,N=32,T0.0046

15、875;實(shí)驗(yàn)程序：F=50;N=32;T=0.005;n=1:N;x=cos(2*pi*F*n*T);figure(2);subplot(2,2,1);plot(n,x);title(x(n)F=50, N=32,T=0.005);xlabel(n); X=fft(x);magX=abs(X);subplot(2,2,3);plot(n,X);title(FFT|X|);xlabel(f(pi);%F=50, N=32,T=0.0046875F=50;N=32;T=0.0046875;n=1:N;x=cos(2*pi*F*n*T); subplot(2,2,2);plot(n,x);title

16、(x(n)F=50, N=32,T=0.0046875);xlabel(n); X=fft(x);magX=abs(X);subplot(2,2,4);plot(n,X);title(FFT|X|);xlabel(f(pi);實(shí)驗(yàn)結(jié)果：010203040-1-0.500.51x(n)F=50, N=32,T=0.005n010203040-2-1012x 10-14FFT|X|f(pi)010203040-1-0.500.51x(n)F=50, N=32,T=0.0046875n010203040-20-1001020FFT|X|f(pi)（3）F=50,N=32,T=0.004;實(shí)驗(yàn)程序：F

17、=50;N=32;T=0.004;n=1:N;x=cos(2*pi*F*n*T);figure(3);subplot(2,1,1);plot(n,x);title(x(n)F=50, N=32,T=0.004);xlabel(n); X=fft(x);magX=abs(X);subplot(2,1,2);plot(n,X);title(FFT|X|);xlabel(f(pi);實(shí)驗(yàn)結(jié)果：05101520253035-1-0.500.51x(n)F=50, N=32,T=0.004n05101520253035-10-50510FFT|X|f(pi)3、三組卷積結(jié)果：（1）N1=32;n1=1:

18、14;x1n=ones(1,14);h1n=(4/5).n1; figure(1);X1=fft(x1n,N1);H1=fft(h1n,N1);Y1=X1.*H1;y1=ifft(Y1); stem(abs(y1);title(第一組 y(n)=x(n)*h(n) N=32點(diǎn)的卷積);（2）N2=32;x2n(1:10)=1;n2=1:20;h2n=0.5*sin(0.5*n2); figure(2);X2=fft(x2n,N2);H2=fft(h2n,N2);Y2=X2.*H2;y2=ifft(Y2); stem(abs(y2);title(第二組 y(n)=x(n)*h(n) N=32點(diǎn)的

19、卷積);（3）N1=32;n1=1:10;x1n=(1-0.1*n1);h1n=0.1*n1;figure(1);X1=fft(x1n,N1);H1=fft(h1n,N1);Y1=X1.*H1;y1=ifft(Y1);stem(abs(y1);title(第三組 y(n)=x(n)*h(n) N=32點(diǎn)的卷積);0510152025303500.511.522.533.5第三組 y(n)=x(n)*h(n) N=32點(diǎn)的卷積實(shí)驗(yàn)三 IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 學(xué)習(xí)模擬數(shù)字變換濾波器的設(shè)計(jì)方法；2、 掌握雙線性變換數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)方法；3、 掌握實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波器的具體方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

20、1、設(shè)計(jì)一個(gè)巴特沃思數(shù)字低通濾波器，設(shè)計(jì)指標(biāo)如下：通帶內(nèi)幅度衰減不大于1dB;阻帶內(nèi)幅度衰減不小于15dB；2、編制計(jì)算設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器幅度特性和相位特性的程序，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。編制實(shí)現(xiàn)該數(shù)字濾波器程序并且實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波（1）分別讓滿足所設(shè)計(jì)的濾波器的通帶、過渡帶、阻帶頻率特性的正弦波通過濾波器，驗(yàn)證濾波器性能；（2）改變正弦抽樣時(shí)間，驗(yàn)證數(shù)字低通濾波器的模擬截止頻率實(shí)抽樣時(shí)間的函數(shù)。三、實(shí)驗(yàn)要求：1、編制實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求的程序，并給程序加注釋。2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，給出自己設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器的幅度特性和相位特性。3、用所設(shè)計(jì)的濾波器對(duì)不同頻率的正弦波信號(hào)進(jìn)行濾波，并說明其特性。4、fp=0.2KHz,R

21、p=1dB,fs=0.3KHz,As=25dB,T=1ms;分別用脈沖響應(yīng)不變法及雙極性變換法設(shè)計(jì)一巴特沃斯數(shù)字低通濾波器，觀察所設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器的幅頻特性曲線，記錄帶寬和衰減量，檢查是否滿足要求。比較這兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。四、實(shí)驗(yàn)原理1、脈沖響應(yīng)不變法：用數(shù)字濾波器的單位脈沖響應(yīng)序列模仿模擬濾波器的沖激響應(yīng)，讓正好等于的采樣值，即，其中T為采樣間隔，如果以及分別表示的拉氏變換及的Z變換，則2、雙線性變換法：s平面與z平面之間滿足以下映射關(guān)系：s平面的虛軸單值地映射于z平面的單位圓上，s平面的左半平面完全映射到z平面的單位圓內(nèi)。雙線性變換不存在混疊問題。雙線性變換時(shí)一種非線性變換，這種非線性引起

22、的幅頻特性畸變可通過預(yù)畸而得到校正。以低通數(shù)字濾波器為例，將設(shè)計(jì)步驟歸納如下：（1）確定數(shù)字濾波器的性能指標(biāo)：通帶臨界頻率fp、阻帶臨界頻率fs；通帶內(nèi)的最大衰減Rp；阻帶內(nèi)的最小衰減As；采樣周期T； （2）確定相應(yīng)的數(shù)字角頻率，p=2fpT；s=2frT； （3）計(jì)算經(jīng)過預(yù)畸的相應(yīng)模擬低通原型的頻率，根據(jù)和s計(jì)算模擬低通原型濾波器的階數(shù)N，并求得低通原型的傳遞函數(shù)Ha(s)；（4）用上面的雙線性變換公式代入Ha(s)，求出所設(shè)計(jì)的傳遞函數(shù)H(z)； （5）分析濾波器特性，檢查其指標(biāo)是否滿足要求。 五、實(shí)驗(yàn)過程function pr7()%31 IIR filterwp=0.2*pi;ws=

23、0.3*pi;Rp=1;As=15;T=1;Fs=1/T;OmegaP=(2/T)*tan(wp/2);OmegaS=(2/T)*tan(ws/2);ep=sqrt(10(Rp/10)-1);Ripple=sqrt(1/(1+ep.2);Attn=1/10(As/20);N=ceil(log10(10(Rp/10)-1)/(10(As/10)-1)/(2*log10(OmegaP/OmegaS);OmegaC=OmegaP/(10.(Rp/10)-1).(1/(2*N);cs,ds=u_buttap(N,OmegaC);b,a=bilinear(cs,ds,Fs);mag,db,pha,w=f

24、reqz_m(b,a);subplot(3,1,1);plot(w/pi,mag);title(幅度響應(yīng));xlabel(w(pi);ylabel(H);axis(0,1,0,1.1);set(gca,XTickmode,manual,XTick,0,0.2,0.35,1.1);set(gca,YTickmode,manual,YTick,0,Attn,Ripple,1);grid;subplot(3,1,2);plot(w/pi,db);title(幅度響應(yīng)(dB);xlabel(w(pi);ylabel(H);axis(0,1,-40,5);set(gca,XTickmode,manual

25、,XTick,0,0.2,0.35,1.1);set(gca,YTickmode,manual,YTick,-50,-15,-1,0);grid;subplot(3,1,3);plot(w/pi,pha);title(相位響應(yīng));xlabel(w(pi);ylabel(pi unit);%axis(0,1,0,1.1);set(gca,XTickmode,manual,XTick,0,0.2,0.35,1.1);set(gca,YTickmode,manual,YTick,-1,0,1);grid;function b,a=u_buttap(N,OmegaC)z,p,k=buttap(N);p

26、=p*OmegaC;k=k*OmegaC.N;B=real(poly(z);b0=k;b=k*B;a=real(poly(p);function mag,db,pha,w=freqz_m(b,a)H,w=freqz(b,a,1000,whole);H=(H(1:501);w=(w(1:501);mag=abs(H);db=20*log10(mag+eps)/max(mag);pha=angle(H);實(shí)驗(yàn)四 FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)FIR數(shù)字濾波器窗口函數(shù)設(shè)計(jì)法；2、熟悉線性相位FIR濾波器的幅頻特性和相頻特性；3、了解各種不同窗函數(shù)對(duì)濾波器性能的影響4、進(jìn)行FIR、IIR濾波

27、器的性能比較。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、設(shè)計(jì)一個(gè)FIR數(shù)字濾波器，設(shè)計(jì)指標(biāo)如下：通帶內(nèi)幅度衰減不大于1dB；阻帶幅度衰減不小于15dB；2、編制計(jì)算設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器幅度特性和相位特性的程序，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。3、編制實(shí)現(xiàn)該數(shù)字濾波器程序并且實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波（1）分別讓滿足所設(shè)計(jì)的濾波器的通帶、過渡帶、阻帶頻率特性的正弦波通過濾波器，驗(yàn)證濾波器性能。（2）改變?yōu)V波器的階數(shù)，觀察數(shù)字低通濾波器的特性的變換。三、實(shí)驗(yàn)要求1、調(diào)試實(shí)驗(yàn)程序，并且，給實(shí)驗(yàn)程序加注釋；2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，記錄自己設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器的幅度特性和相位特性；3、比較相同設(shè)計(jì)指標(biāo)情況下， FIR濾波器和IIR濾波器的幅度特性和相位特性。4、分別用矩形

28、窗、漢寧窗、海明窗、三角窗和Blackman窗設(shè)計(jì)一的線性相位帶通濾波器，觀察它們的3dB和20dB帶寬，并比較五種窗的特點(diǎn)。四、實(shí)驗(yàn)原理窗函數(shù)法設(shè)計(jì)線性相位FIR濾波器步驟 1、確定數(shù)字濾波器的性能要求：臨界頻率k，濾波器單位脈沖響應(yīng)長(zhǎng)度N； 2、根據(jù)性能要求，合理選擇單位脈沖響應(yīng)的奇偶對(duì)稱性，從而確定理想頻率響應(yīng)的幅頻特性和相頻特性； 3、求理想單位脈沖響應(yīng)，在實(shí)際計(jì)算中，可對(duì)按M(M遠(yuǎn)大于N)點(diǎn)等距離采樣，并對(duì)其求IDFT得，用代替； 4、選擇適當(dāng)?shù)拇昂瘮?shù)，根據(jù)求所需設(shè)計(jì)的FIR濾波器單位脈沖響應(yīng)； 5、求，分析其幅頻特性，若不滿足要求，可適當(dāng)改變窗函數(shù)形式或長(zhǎng)度N，重復(fù)上述設(shè)計(jì)過程，以

29、得到滿意的結(jié)果。 窗函數(shù)的傅式變換的主瓣決定了過渡帶寬。的旁瓣大小和多少?zèng)Q定了在通帶和阻帶范圍內(nèi)波動(dòng)幅度，常用的幾種窗函數(shù)有：矩形窗 w(n)=RN(n) Hanning窗 Hamming窗 Blackmen窗 Kaiser窗 式中Io(x)為零階貝塞爾函數(shù)。五：實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)程序凱澤窗 設(shè)計(jì):wp=0.2*pi;ws=0.3*pi;As=50;tr_width=ws-wp;N=ceil(As-7.95)/(14.36*tr_width/(2*pi)+1)+1n=0:1:N-1;beta=0.1102*(As-8.7)wc=(ws+wp)/2;hd=ideal_lp(wc,N);w_kai=(k

30、aiser(N,beta);h=hd.*w_kaidb,mag,pha,grd,w=freqz_m(h,1);delta_w=2*pi/1000;Rp=-(min(db(1:1:wp/delta_w+1)As=-round(max(db(ws/delta_w+1:1:501)subplot(2,2,4);plot(w/pi,db);title(幅度響應(yīng)（dB）);gridaxis(0 0.5 -100 0);ylabel(對(duì)數(shù)響應(yīng)/dB);xlabel(以pi為單位的頻率);subplot(2,2,3);plot(w/pi,pha);title(相位響應(yīng));grid;axis(0 0.5 -4

31、 4);xlabel(以pi為單位的頻率);ylabel(相位);subplot(2,2,1);stem(n,hd);ylabel(hd(n);xlabel(n);title(理想沖激響應(yīng));gridsubplot(2,2,2);stem(n,h);ylabel(h(n);xlabel(n);title(實(shí)際沖激響應(yīng));grid綜合實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕柚A(chǔ)實(shí)驗(yàn)篇編制的程序，對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行處理。通過綜合實(shí)驗(yàn)篇，使得學(xué)生能夠充分了解信號(hào)處理及數(shù)字信號(hào)處理的過程；使得學(xué)生能夠?qū)ψ约涸O(shè)計(jì)的頻譜分析程序與濾波器程序得到靈活的應(yīng)用；使得學(xué)生能夠綜合分析信號(hào)處理過程各個(gè)階段信號(hào)時(shí)域與頻域特性。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1

32、、錄制一段各人自己的語(yǔ)音信號(hào)。2、對(duì)錄制的信號(hào)進(jìn)行采樣；畫出采樣后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜圖；3、給定濾波器的性能指標(biāo)，采用窗函數(shù)法或雙線性變換設(shè)計(jì)濾波器，并畫出濾波器的頻率響應(yīng)；4、用自己設(shè)計(jì)的濾波器對(duì)采集的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波，畫出濾波后信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜。5、對(duì)濾波前后的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，分析信號(hào)的變化；6、回放語(yǔ)音信號(hào)，并與錄制語(yǔ)音信號(hào)比較；7、設(shè)計(jì)出一信號(hào)處理系統(tǒng)界面。三、實(shí)驗(yàn)要求1、完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求的各項(xiàng)內(nèi)容。寫明設(shè)計(jì)思路及其設(shè)計(jì)原理；2、給出MATLAB代碼，并給編制的程序加注釋；3、給出仿真測(cè)試結(jié)果并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析；要有仿真驗(yàn)證過程、波形、結(jié)果分析、所遇問題及問題解決 。4、 對(duì)

33、設(shè)計(jì)成果做出評(píng)價(jià)，說明本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和存在問題，提出改進(jìn)設(shè)計(jì)意見 ；四、實(shí)驗(yàn)過程function varargout = gui(varargin)% GUI M-file for gui.fig% GUI, by itself, creates a new GUI or raises the existing% singleton*.% H = GUI returns the handle to a new GUI or the handle to% the existing singleton*.% GUI(Property,Value,.) creates a new GUI using

34、the% given property value pairs. Unrecognized properties are passed via% varargin to gui_OpeningFcn. This calling syntax produces a% warning when there is an existing singleton*.% GUI(CALLBACK) and GUI(CALLBACK,hObject,.) call the% local function named CALLBACK in GUI.M with the given input% argumen

35、ts.% *See GUI Options on GUIDEs Tools menu. Choose GUI allows only one% instance to run (singleton).% See also: GUIDE, GUIDATA, GUIHANDLES % Edit the above text to modify the response to help gui % Last Modified by GUIDE v2.5 15-Apr-2012 10:50:30 % Begin initialization code - DO NOT EDITgui_Singleto

36、n = 1;gui_State = struct(gui_Name, mfilename, . gui_Singleton, gui_Singleton, . gui_OpeningFcn, gui_OpeningFcn, . gui_OutputFcn, gui_OutputFcn, . gui_LayoutFcn, , . gui_Callback, );if nargin & isstr(varargin1) gui_State.gui_Callback = str2func(varargin1);end if nargout varargout1:nargout = gui_mainf

37、cn(gui_State, varargin:);else gui_mainfcn(gui_State, varargin:);end% End initialization code - DO NOT EDIT % - Executes just before gui is made visible.function gui_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)% This function has no output args, see OutputFcn.% hObject handle to figure% eventdat

38、a reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)% varargin unrecognized PropertyName/PropertyValue pairs from the% command line (see VARARGIN) % Choose default command line output for guihandles.output = hObject; % Update handles st

39、ructureguidata(hObject, handles); % UIWAIT makes gui wait for user response (see UIRESUME)% uiwait(handles.figure1); % - Outputs from this function are returned to the command line.function varargout = gui_OutputFcn(hObject, eventdata, handles)% varargout cell array for returning output args (see VA

40、RARGOUT);% hObject handle to figure% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Get default command line output from handles structurevarargout1 = handles.output; % - Executes on button press in pushbutton1.function

41、pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton1 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)fs=8000;nbits=8;duration=2;waveFile=test.wav;fprintf(.n);y=wavrecord(duration*fs,fs

42、);fprintf(n);wavwrite(y,fs,nbits,waveFile); % - Executes on button press in pushbutton2.function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton2 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data

43、 (see GUIDATA)y,fs,nbits=wavread(test.wav);f=3400;time=(1:length(y)/fs;y=y+0.05*sin(2*pi*f*time);wavplay(y,fs); % - Executes on button press in pushbutton3.function pushbutton3_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton3 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a fu

44、ture version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)y,fs,nbits=wavread(test.wav);f=3400;time=(1:length(y)/fs;y=y+0.05*sin(2*pi*f*time);axes(handles.axes1);plot(time,y);title();xlabel(time(s);ylabel();axis(0 2 -1.1 1.1); % - Executes on button press in pushbutton4.functi

45、on pushbutton4_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton4 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)y,fs,nbits=wavread(test.wav);f=3400;time=(1:length(y)/fs;y=y+0.05*sin(2*pi*f*tim

46、e);%wp=0.6*pi;ws=0.75*pi;Rp=1;As=15; %T=1;Fs=1/T;omegap=(2/T)*tan(wp/2);omegas=(2/T)*tan(ws/2);%cs,ds=afd_buttap(omegap,omegas,Rp,As);%b,a=bilinear(cs,ds,Fs);%db,mag,pha,grd,w=freqz_m(b,a); p=filter(b,a,y); %hb/abaaxes(handles.axes4);plot(time,p);title();xlabel(time(s);ylabel();axis(0 2 -1.1 1.1); %

47、 - Executes on button press in pushbutton5.function pushbutton5_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton5 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)y,fs,nbits=wavread(test.wav);f=

48、3400;time=(1:length(y)/fs;y=y+0.05*sin(2*pi*f*time);ws=2*pi*fs;Y=fft(y,16384);f=fs*(0:8191)/16384;axes(handles.axes2);plot(f,Y(1:8192);axis(0 4000 0 150); % - Executes on button press in pushbutton6.function pushbutton6_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton6 (see GCBO)%

49、 eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)y,fs,nbits=wavread(test.wav);f=3400;time=(1:length(y)/fs;y=y+0.05*sin(2*pi*f*time);ws=2*pi*fs;Y=fft(y,16384);f=fs*(0:8191)/16384; %wp=0.6*pi;ws=0.75*pi;Rp=1;As=15; %T=1;Fs=1/T;omegap=(2/T)*tan(wp/2);omegas=(2/T)*tan(ws/2);%cs,ds=afd_buttap(omegap,omegas,Rp,As);%b,a=bilinear(cs,ds,Fs);%db,mag,pha,