綜合仿真課程設(shè)計說明書

(1)的形式。式中的調(diào)制頻率分別由變量f1和f2給出，信號m1(t)，m2(t)和m3(t)對應(yīng)于字母表中的單個字母，這個字母表已用國際莫爾斯碼進(jìn)行編碼，如下表所示：A·H····OV···B···I··P··W·C··J·Q·X··D··K·R··Y·E·L···S···Z··F···MTG·N·U··1）字母B可用莫爾斯碼表示為b=[dashdotdotdot]，畫出字母B莫爾斯碼波形；2）用freqs(bf,af,w)畫出系統(tǒng)的幅度響應(yīng)；3）利用lsim求出信號dash通過由sys=tf(bf,af)定義的系統(tǒng)響應(yīng)，解釋你所獲得的結(jié)果；4）用解析法推導(dǎo)出下列信號的Fourier變換5）利用4)中的結(jié)果，設(shè)計一個從x(t)中提取信號m1(t)的方案，畫出m1(t)的波形并確定其所代表的字母；6）對信號m2(t)和m3(t)重復(fù)5)。請問Agent008Thefutureoftechnologyliesin···方案二：用Matlab軟件實(shí)現(xiàn)其在數(shù)字信號處理中的應(yīng)用。本部分內(nèi)容要求同學(xué)們自己錄制一段語音，并用Matlab軟件實(shí)現(xiàn)夾雜噪聲的語音信號的分析與仿真，并設(shè)計出合適的FIR數(shù)字濾波器。具體要求如下：1）錄制一段自己的語音信號，并對錄制的信號進(jìn)行采樣；2）畫出采樣后語音信號的時域波形和頻譜圖；3）根據(jù)所選濾波器的技術(shù)指標(biāo)，設(shè)計一濾波器將夾雜在語音信號中的噪聲濾除，畫出濾除噪聲后的信號時域圖及其頻譜圖。并對濾波前后的信號進(jìn)行對比，分析信號的變化；4）回放語音信號,預(yù)期結(jié)果是可以感覺濾波前后的聲音有變化；5）并嘗試用MATLAB設(shè)計一信號處理系統(tǒng)界面,可以選擇濾波器的類型,輸入濾波器的參數(shù),顯示濾波器的頻率響應(yīng),選擇信號等。三、設(shè)計過程1.方案一設(shè)計信號的形式為 ，其中信號x(t)由文件ctftmod.mat定義，可用命令Loadctftmod將文件ctftmod.mat定義的變量裝入系統(tǒng)內(nèi)存。運(yùn)行命令Loadctftmod后，裝入系統(tǒng)的變量有afbfdashdotf1f2txbfaf：定義了一個連續(xù)系統(tǒng)H(s)的分子多項式和分母多項式?？衫胒reqs(bf,af)求出該系統(tǒng)的頻率響應(yīng)，也可用sys=tf(bf,af)得到系統(tǒng)的模型，從而用lsim求出信號通過該系統(tǒng)的響應(yīng)。各變量的含義dashdot：給出了莫爾斯碼中的基本信號dash和dot波形f1f2：載波頻率t：信號x(t)的抽樣點(diǎn)x：信號x(t)的在抽樣點(diǎn)上的值(t)：信號x(t)含有一段簡單的消息2.方案一實(shí)現(xiàn)（1）字母B可用莫爾斯碼表示為b=[dashdotdotdot]，畫出字母B莫爾斯碼波形；(2)用freqs(bf,af)畫出系統(tǒng)的幅度響應(yīng)；(3)利用lsim求出信號dash通過由sys=tf(bf,af)定義的系統(tǒng)響應(yīng)，解釋你所獲得的結(jié)果；(4)用解析法推導(dǎo)出下列信號的Fourier變換；；；(5)利用(4)中的結(jié)果，設(shè)計一個從x(t)中提取信號m1(t)的方案，畫出m1(t)的波形并確定其所代表的字母；(6)對信號m2(t)和m3(t)重復(fù)(5)。請問Agent008Thefutureoftechnologyliesin···3.方案二設(shè)計（1）首先錄制好一段自己的語音。（2）給錄制好的語音信號加入隨機(jī)噪音。（3）用Matlab分別設(shè)計好3種類型的濾波器（指標(biāo)自己確定）：低通型、高通型、帶通型。（4）用Matlab將加噪語音信號進(jìn)行采樣，并分別將其通過所設(shè)計的3種濾波器。（5）用Matlab自帶的語音返回函數(shù)收聽濾波后的語音信號，分析并比較其與原語音信號的差異。4.方案二實(shí)現(xiàn)信號提?。和ㄟ^圖形用戶界面上的菜單功能按鍵采集電腦上的一段音頻信號，完成音頻信號的頻率，幅度等信息的提取，并得到該語音信號的波形圖。信號調(diào)整：在設(shè)計的用戶圖形界面下對輸入的音頻信號進(jìn)行各種變化，如變化幅度、改變頻率等操作，以實(shí)現(xiàn)對語音信號的調(diào)整。信號變換：在用戶圖形界面西啊對采集的語音信號進(jìn)行Fourier等變換，并畫出變換前后的頻譜圖和倒譜圖。信號濾波：濾除語音信號中的噪音部分，可以采用抵用濾波、高通濾波、帶通濾波，并比較各種濾波后的效果。（1）5.方案二設(shè)計（1）首先錄制好一段自己的語音。（2）給錄制好的語音信號加入隨機(jī)噪音。（3）用Matlab分別設(shè)計好3種類型的濾波器（指標(biāo)自己確定）：低通型、高通型、帶通型。（4）用Matlab將加噪語音信號進(jìn)行采樣，并分別將其通過所設(shè)計的3種濾波器。（5）用Matlab自帶的語音返回函數(shù)收聽濾波后的語音信號，分析并比較其與原語音信號的差異。6.方案二實(shí)現(xiàn)信號提?。和ㄟ^圖形用戶界面上的菜單功能按鍵采集電腦上的一段音頻信號，完成音頻信號的頻率，幅度等信息的提取，并得到該語音信號的波形圖。信號調(diào)整：在設(shè)計的用戶圖形界面下對輸入的音頻信號進(jìn)行各種變化，如變化幅度、改變頻率等操作，以實(shí)現(xiàn)對語音信號的調(diào)整。信號變換：在用戶圖形界面西啊對采集的語音信號進(jìn)行Fourier等變換，并畫出變換前后的頻譜圖和倒譜圖。信號濾波：濾除語音信號中的噪音部分，可以采用抵用濾波、高通濾波、帶通濾波，并比較各種濾波后的效果。原語音信號加噪后的語音信號濾波后輸出信號隨機(jī)噪聲噪聲頻譜圖（3）原始語言信號頻譜加噪后的語音信號頻譜濾波后輸出信號頻譜濾波器幅頻特性四、結(jié)論本設(shè)計實(shí)現(xiàn)了對莫爾斯加密電碼進(jìn)行分析和后期恢復(fù)，通過這次設(shè)計,使我接觸到了很多之前沒有學(xué)習(xí)過的理論知識而且使我在matlab知識方面有很大提高，學(xué)習(xí)并掌握了信號與系統(tǒng)的基本知識以及matlab7.1的使用方法。通過動手實(shí)踐操作，將理論知識應(yīng)用于實(shí)際，使自己的知識更加生動豐富，經(jīng)過一段時間的學(xué)習(xí)和制作，最終完成了基于matlab恢復(fù)摩爾斯電碼的設(shè)計。方案一在實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)開始時，對ctftmod.mat文件的裝載出現(xiàn)問題，最終下載文件后實(shí)現(xiàn)文件裝載。在實(shí)現(xiàn)過程中發(fā)現(xiàn)了多個函數(shù)的使用問題，通過上網(wǎng)查詢資料，學(xué)會了有關(guān)lsim函數(shù)，load命令的使用，plot命令的使用；freqs(bf,af)的用法；解析法推導(dǎo)信號的Fourier變換。方案二在加完噪聲后剩下的就是濾波了，在我做這些濾波是發(fā)現(xiàn)濾波效果并不是很明顯，只是從時域圖上看出濾波效果，在聲音上差別不大。到最后也沒做出很好的濾波效果。在最開始導(dǎo)入音頻[x1,fs,dits]=wavread('F:\say.wav');其中我原來用MP3錄制的MAV文件，結(jié)果整了好長時間始終不能導(dǎo)入語音文件，后來在網(wǎng)上查資料他們說可能MAV文件的問題，我又下了一個音頻文件轉(zhuǎn)換工具CoolEditPRO。通過此工具我將WAV文件轉(zhuǎn)化為windowswav文件，最后導(dǎo)入了文件。五、參考文獻(xiàn)[1]陳后金，胡健，薛健.信號與系統(tǒng)（第二版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，北京交通大學(xué)出版社，2005[2]吳大正，信號與系統(tǒng)(第四版)[M].西安:西安交通大學(xué)出版社,2006.[3]鄭君里,應(yīng)啟珩,楊為理.信號與系統(tǒng)引論[M].北京:高等教育出版社,2009.[4]梁紅，梁潔，陳躍斌，等.信號與系統(tǒng)分析及MATLAB實(shí)現(xiàn)[M].電子工業(yè)出版社.2002,3.[5]《數(shù)字信號處理教程》程佩青清華大學(xué)出版社.2001年8月第二版六、附錄附錄一系統(tǒng)的頻域分析代碼whosplot(dash)plot(dot)b=[dashdotdotdot]plot(b)freqs(bf,af)ydash=lsim(bf,af,dash,t(1:length(dash)));ydot=lsim(bf,af,dot,t(1:length(dot)));subplot(2,1,1);plot(t(1:length(dash)),dash,t(1:length(dash)),ydash,'--');legend('dash','ydash');subplot(2,1,2);plot(t(1:length(dot)),dot,t(1:length(dot)),ydot,'--');legend('dot','ydash');m1=lsim(bf,af,x.*cos(2*pi*f1*t),t);plot(t,m1);m1=lsim(bf,af,x.*cos(2*pi*f1*t),t);subplot(3,1,1);plot(t,m1);m1=lsim(bf,af,x.*sin(2*pi*f2*t),t);subplot(3,1,2);plot(t,m1);m1=lsim(bf,af,x.*sin(2*pi*f1*t),t);subplot(3,1,3);plot(t,m1);附錄二低通濾波器的設(shè)計代碼[x1]=wavread('F:\say.wav');y1=fft(x1,1024);%對原始信號進(jìn)行1024點(diǎn)傅里葉變換Fs=45050;f=Fs*(0:511)/1024;figure(1)subplot(2,2,1);plot(x1)%顯示原始信號title('原始語音信號');xlabel('time(s)');ylabel('幅值');figure(3)subplot(2,2,1);plot(f,abs(y1(1:512)));title('原始語音信號頻譜');xlabel('Hz');ylabel('幅值');N=length(x1);%計算原始語音信號的長度x2=0.01*randn(N,2);figure(2)subplot(1,2,1);plot(x2)title('高斯隨機(jī)噪聲');xlabel('time(s)');ylabel('幅值');x3=x2+x1;y3=fft(x2,1024);figure(2)subplot(1,2,2);plot(abs(y3));title('噪聲的頻譜');xlabel('Hz');ylabel('幅值');y2=fft(x3,1024);figure(1)subplot(2,2,2);plot(x3)%顯示加噪后的語音信號title('加噪后的語音信號');xlabel('time(s)');ylabel('幅值');figure(3);subplot(2,2,2);plot(f,abs(y2(1:512)));title('加噪后的語音信號頻譜');xlabel('Hz');ylabel('幅值');Nbits=16;wavwrite(x3,Fs,Nbits,'noise.wav');%將加噪的信號保存Wp=3000*2*pi;Ws=3500*2*pi;Ap=0.3;As=50;Fs=45050;wp=Wp/Fs;ws=Ws/Fs;%歸一化通帶截頻阻帶截頻wdelta=ws-wp;%過渡帶寬%由阻帶最小衰減指標(biāo)確定選用漢明窗并確定其階數(shù)N=ceil(6.6*pi/wdelta);Nw=N;n=0:N-1;wc=(wp+ws)/2;%理想截頻alpha=(N-1)/2;m=n-alpha+eps;%理想濾波器脈沖響應(yīng)hd=sin(wc*m)./(pi*m);%采用漢明窗設(shè)計win=hamming(Nw);h=hd.*win';b=h;[H,f]=freqz(b,1,512,Fs);%繪制濾波器的幅頻響應(yīng)圖figure(4);plot(f,20*log10(abs(H)))xlabel('Hz');ylabel('幅值');title('濾波器幅頻特性');x4=fftfilt(b,x3);%濾波輸出figure(1);subplot(2,2,3);plot