作業(yè)Matlab設(shè)計(jì)

1、作業(yè)1噪聲時(shí)域信號(hào)分析fft的用途之一就是找出隱藏或淹沒在噪聲時(shí)域信號(hào)中信號(hào)的頻率成分。首1）先建立試驗(yàn)數(shù)據(jù)（比如設(shè)數(shù)據(jù)的采樣頻率為1000hz，給出時(shí)間坐標(biāo)區(qū)間從t=0到t=0.25，步長0.001秒）；2）其次生成一個(gè)包含兩個(gè)頻率成分的試驗(yàn)信號(hào)（比如50hz和120hz正弦波信號(hào)）；3）對(duì)這個(gè)信號(hào)加入隨機(jī)噪聲（可設(shè)其標(biāo)準(zhǔn)偏差為2），形成一個(gè)加噪信號(hào)y；4）找到含噪聲信號(hào)y的離散傅立葉變換（取它的fft即可），并求出信號(hào)的功率譜密度（它是不同頻率所含能量的度量）；5）繪制出功率譜密度，討論結(jié)果。作業(yè)2太陽黑子活動(dòng)周期的分析太陽黑子的活動(dòng)是周期的，大約每11年達(dá)到一個(gè)爆發(fā)高峰。試證明這一點(diǎn)。設(shè)

2、計(jì)提示：1、首先裝載太陽黑子的數(shù)據(jù)，2、以橫坐標(biāo)表示年份，縱坐標(biāo)表示黑子出現(xiàn)的數(shù)量，繪制wolfer圖。3、應(yīng)用fft技術(shù)分析wolfer數(shù)，在復(fù)平面上可以直接繪制出由y給出的傅立葉系數(shù)的分布圖。4、繪制周期圖（y的模的平方被定義為功率，功率與頻率的關(guān)系曲線則被定義為周期圖）。附參考程序：裝載太陽黑子的數(shù)據(jù)程序如下：load sunspot.dat;%這組數(shù)據(jù)記錄了在過去的288年（1700-1987年）間每年太陽黑子出現(xiàn)的數(shù)量和大小的觀測數(shù)據(jù)。繪制wolfer圖的程序如下： year=sunspot(:,1); wolfer=sunspot(:,2); plot(year,wolfer);

3、xlabel(years);ylabel( sunspot data ) title(sunspot data)求wolfer數(shù)的fft程序如下：y = fft(wolfer);在復(fù)平面上繪制由y給出的傅立葉系數(shù)的分布圖程序如下：y(1)= ; plot(y,ro) title(fourier coefficients in the complex plane); xlabel(real axis); ylabel(imaginary axis); set(gca,ytick,xtick,);wolfer數(shù)的周期圖程序如下：n=length(y);power = abs(y(1:n/2).2;

4、nyquist = 1/2; freq = (1:n/2)/(n/2)*nyquist;plot(freq,power)xlabel(cycles/year)title(periodogram)作業(yè)3數(shù)字音頻回聲系統(tǒng)的模擬1 應(yīng)用背景音樂廳內(nèi)聽到的聲音一般認(rèn)為主要是由三部分組成：來自聲源的直達(dá)波，經(jīng)過墻壁有限次數(shù)反射的前期波和經(jīng)過墻壁多次反射形成的后期波。由于聲波傳播路徑的不同，這三種聲音信號(hào)到達(dá)聽眾耳朵的先后順序就有所不同，并且存在互相混疊的現(xiàn)象。如果我們把整個(gè)音樂廳視為一個(gè)音響系統(tǒng)，比如把它看成一個(gè)對(duì)聲源發(fā)出的聲波信號(hào)進(jìn)行處理的數(shù)字濾波器，則它的單位沖激響應(yīng)反映的就是其回聲特性的好壞。2問

5、題描述數(shù)字回聲濾波器可以看做是由一些基本的算法模塊組成。這些算法模塊包括延時(shí)相加模塊，該模塊模擬聲音經(jīng)墻壁反射，產(chǎn)生一定的延時(shí)，并與直接到達(dá)的聲波相迭加，因此，可以用如下的差分方程描述這個(gè)模塊的運(yùn)算功能：其中a是反射系數(shù)，表示聲波經(jīng)過反射后產(chǎn)生的衰減，d為反射造成的延時(shí)。上式對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)函數(shù)為它可以用離散濾波器模塊實(shí)現(xiàn)。由于已知這種延時(shí)相加模塊的頻譜特性在一些頻率點(diǎn)是尖峰值，其結(jié)果將導(dǎo)致它對(duì)聲音信號(hào)中的對(duì)應(yīng)頻率給予了強(qiáng)調(diào)，而其他頻率成分則產(chǎn)生了相應(yīng)的消弱。為補(bǔ)償這種情況，我們引入另外一種具有全通性質(zhì)的濾波算法，該算法的差分方程為：對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)函數(shù)為它同樣可以用離散濾波器模塊實(shí)現(xiàn)。我們通過適當(dāng)?shù)慕M合

6、這兩個(gè)基本算法模塊，可以獲得對(duì)實(shí)際音樂廳回聲性能有較好模擬效果的數(shù)字濾波器系統(tǒng)。3解決方案有了上述兩種算法模塊，就可以通過對(duì)他們的適當(dāng)組合來生成數(shù)字回響濾波器的simulink仿真模型。具體的組合方式根據(jù)實(shí)際建筑物的結(jié)構(gòu)特征可以有多種，并隨著相對(duì)與聲源不同的位置而有所不同。因此，實(shí)際系統(tǒng)的仿真方案不是唯一的。4仿真研究下面是一個(gè)對(duì)實(shí)際效果模擬比較逼真的組合方案。它的框圖加圖10-18所示。該系統(tǒng)中，左面的四個(gè)子系統(tǒng)是第一種延遲相加模塊，濾波器參數(shù)分別為1. a = 0.75, b = 1, d = 292. a = 0.75, b = 0.9, d = 373. a = 0.75, b = 0.8, d = 444. a = 0.75, b = 0.7, d = 50圖10-18數(shù)字音頻回聲系統(tǒng)的simulink仿真模型（echo_demo.mdl）右面的兩個(gè)子系統(tǒng)是第二種延遲相加模塊，他們的參數(shù)分別為1. a = 0.75, d = 272. a = 0.75, d = 31輸入信號(hào)是一個(gè)脈沖信號(hào)，輸出信號(hào)直接送到“scone”示波器，結(jié)果如圖10-19所示。圖10-19數(shù)字音頻回聲系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng) 從圖10-19可以看出，所