信號與系統(tǒng)課設(shè)-回音消除

學(xué)習(xí)文檔僅供參考學(xué)習(xí)文檔僅供參考信號與系統(tǒng)課程設(shè)計系 別 電子信息工程 專 業(yè) 電子信息工 班/學(xué)號 學(xué)生

電信09實驗日期 2011年6月成 績指導(dǎo)教師 羅倩老師信號與系統(tǒng)課程設(shè)計課程設(shè)計目的“析工具是電子信息工程技術(shù)人員常用的重要工具之一。本課程設(shè)計基于完成信號一、課程設(shè)計時間第十五、十六周。上機時間安排見附件一。第十六周周五提交課程設(shè)計報告并答辯。二、參考書目1、谷源濤、應(yīng)啟珩、鄭君里著，信號與系統(tǒng)——MATLAB綜合實驗，北京：高等教育出版社，2008年1月。2、鄭君里、應(yīng)啟珩、楊為理，信號與系統(tǒng)引論，北京：高等教育出版社，2009年3月。3、梁虹等，信號與系統(tǒng)分析及Matlab實現(xiàn)，北京：電子工業(yè)出版社，2002年2月。三、注意事項1、基本部分，共三道題，每人都需要全部完成，要求十五周周五做完。2、提高部分，共八道題，每人按照學(xué)號分配〔見附件二〕只做其中的一題。3、第十六周周五所提交的課程設(shè)計報告如有雷同，一律退回重寫。四、課程設(shè)計內(nèi)容及學(xué)時安排〔一〕課程設(shè)計發(fā)動2具體時間安排見附件一?！捕郴静糠忠?、傅里葉變換分析：〔自行設(shè)計：2學(xué)時，上機：4學(xué)時〕1、周期信號的譜分析，要求任意給定單頻周期信號，能夠準(zhǔn)確計算出其幅度譜和相位譜，并畫出圖形，要求正確顯示頻率。clc;clear;closeall;f=110;fs=10*f;%抽樣頻率大于等于2fN=fs/f;n=-(N-1):N-1;subplot(3,1,1);x=cos(2*pi*f*n/fs);%cos(wt)的原型plot(n,x);x=fft(x);x=fftshift(x);subplot(3,1,2);stem(n,abs(x));ylabel('Cnsubplot(3,1,3);stem(n,angle(x));ylabel('Cn的相位');xlabel('\omega/\omega0');圖1-1-1原函數(shù)1-1-2幅譜1-1-3相譜2、非周期信號的頻譜分析，要求分析語音信號的幅度譜和相位譜，并畫出圖形。clear;clc;closeall;fs=100;[ss,fs,bits]=wavread('E:\xc.wav');%讀取音頻，存取為ss函數(shù)sound(ss,fs,bits);%播放取樣后的音頻X=fft(ss);subplot(3,1,1);plot(ss);subplot(3,1,2);plot(abs(X));ylabel('幅度譜')subplot(3,1,3);plot(angle(X));ylabel('相位譜');圖1-2-1非周期信號1-2-21-2-33、對于方波，設(shè)計程序計算其傅里葉級數(shù)系數(shù)，仿真吉伯斯現(xiàn)象。t=-2:0.001:2;T=1;ft1=rectpuls(t-2*T,T);ft2=rectpuls(t+2*T,T);ft3=rectpuls(t*T,T);ft=ft1+ft2+ft3;N=input('Numberofharmonics=c0=0.5;xN=c0*ones(1,length(t));%dccomponentforn=1:Nholdon;plot(t,xN);xN=xN+cos(pi*n*t)*sinc(n/2);%正弦分量為零endplot(t,ft,t,xN);1.210.80.60.40.20-0.2-2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 21-3-1吉布斯現(xiàn)象二、連續(xù)時間系統(tǒng)分析：〔自行設(shè)計：2學(xué)時，上機：4學(xué)時〕1、自行設(shè)計一個有初始條件的微分方程，至少二階。2、解出其零輸入解，并畫出圖形，與手工計算相比較。3、解出其單位沖激響應(yīng)，并畫出圖形，與手工計算相比較。4、設(shè)定某一激勵信號，用卷積方法解出其零狀態(tài)響應(yīng)，并畫出圖形，與手工計算相比較。5、計算系統(tǒng)的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)，并畫出圖形。實驗程序：%基此題2：解微分方程，習(xí)題2-6,b=[1,3],a=[132],初始狀態(tài)r(0-)=1,r'(0-)=2%先由系統(tǒng)函數(shù)轉(zhuǎn)成狀態(tài)方程及輸出方程clearall,closeall,clc;A=[0,1;-2,-3];B=[0;1];C=[31];D=[0];b=[1,3];a=[132];sys=ss(A,B,C,D);%狀態(tài)方程及輸出方程四個矩陣(建立系統(tǒng)描述〕x0=[-1,4];%狀態(tài)變量初始值,要從初始狀態(tài)r(0-)=1,r'(0-)=2計算而得t=[0:0.01:10]';e=1*(t>=0); ezi=0*(t>=0); rzs=lsim(sys1,e,t); 零狀態(tài)響rzi=lsim(sys1,ezi,t); 零輸入響rf=lsim(sys1,e,t); 完全響應(yīng)h=impulse(sys1,t); 沖擊響應(yīng)[H,w]=freqs(b,a); figure(2);subplot(121);plot(w/pi,abs(H));ylabel(%畫圖figure(1);holdon,boxon;set(gca,'FontSize',10);plot(t,e,'b','linewidth',3);plot(t,rzs,'r:','linewidth',3);plot(t,rzi,'g-.','linewidth',3);plot(t,rf,'k','linewidth',3);plot(t,h,'y','linewidth',3);legend('input','rzs','rzi','rf','h');xlabel('time');axis([-010-14]);手算檢驗：inputrzsinputrzsrzirfh3.532.521.510.50-0.5-10 1 2 3 4 5time

6 7 8 9 10圖2-1輸出信號疊加111091110987積65432111.522.533.54圖2-2卷積1.5 0-0.2-0.41-0.6頻幅0.50

頻相0 1 2 3 4

-0.8-1-1.2-1.4-1.6

0 1 2 3 4圖2-3幅譜 圖2-4頻譜三、離散時間系統(tǒng)分析：〔自行設(shè)計：2學(xué)時，上機：4學(xué)時〕1、自行設(shè)計某離散時間系統(tǒng)函數(shù)，至少是二階的系統(tǒng)，畫出零極點圖，判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2、求出單位樣值響應(yīng)，并畫出圖形。3、求出系統(tǒng)的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)，并畫出圖形。clc;close;clearall;num=[1];den=[1221];subplot(4,1,1);zplane(num,den);%零級點分布圖poles=roots(den);%求出零點t=0:0.02:10;h=impulse(num,den,t);%沖激響應(yīng)title('零極點圖');subplot(4,1,2);plot(t,h)title('沖擊響應(yīng)')[H,w]=freqs(num,den);%頻譜函數(shù)subplot(4,1,3);plot(w,abs(H));title('幅頻響應(yīng)')subplot(414);plot(w,angle(H));xlabel('\omega');title('相頻響應(yīng)');3-1零極點3-2沖激響應(yīng)圖3-3幅譜3-4頻譜〔三〕提高部分——回音消除實驗原理：的模型是LTI系統(tǒng)，在離散時間情況下，其單位抽樣響應(yīng)可表示為hn)ankN),a1k kk0其中，N為回音發(fā)生的間隔。設(shè)原聲信號為x〔n〕，則實際聽到的聲音為y為了從回音信號中恢復(fù)原聲〔即消除回音引入的失真〕，需要設(shè)計一個逆系統(tǒng)，使其單位脈沖響應(yīng)g(n)滿足

x(n)y所要求的g(n)可表示為實驗要求：

gn)k0

bkN)k1、對語音信號，給定h〔n〕的系數(shù)，模擬回音效果，畫出h〔n〕的圖形。2、設(shè)計逆系統(tǒng)的單位抽樣響應(yīng)g(n)，從回音信號中恢復(fù)原音，畫出g〔n〕的圖形。3、假設(shè)上面得出的g(n)為持續(xù)期無限的脈沖響應(yīng)，為便于實現(xiàn)，需把g(n)截斷變成有限脈沖響應(yīng)，觀察并分析g(n)的長度不同時恢復(fù)原聲所引入的誤差情況。實驗程序：clearall,closeall,clcfs=100; [ss,fs]=wavread('E:\li.wav'); 讀取音頻，存在ss中s=ss(1:100000); 取音頻的前100000個點，抽樣音h=[1,zeros(1,7999),0.32,zeros(1,15999),0.2];y=conv(h,s); 〔sound(y,fs);figure(1);plot(y);b=[1]; a=[1,zeros(1,7999),0.32,zeros(1,15999),0.2]n=[0:100000]'; %n出序列的取值范圍K=impz(b,a,n); A=conv(y,K);%利用脈沖函數(shù)與加回音的音頻函數(shù)卷積去掉