DSP軟件實(shí)驗(yàn)報(bào)告-matlab北郵.docx

Matlab仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué) 院： 電子工程學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù)班 級(jí)： 2012211201 學(xué) 號(hào)： 2012210815 姓 名： 李昊軒 時(shí) 間： 2014年12月19日 實(shí)驗(yàn)一：數(shù)字信號(hào)的FFT分析1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本次試驗(yàn)，應(yīng)該掌握：（a） 用傅里葉變換進(jìn)行信號(hào)分析時(shí)基本參數(shù)的選擇（b） 經(jīng)過(guò)離散時(shí)間傅里葉變換和有限長(zhǎng)度離散傅里葉變換后信號(hào)頻譜上的區(qū)別，前者DTFT時(shí)間域是離散信號(hào)，頻率域還是連續(xù)的，而DFT在兩個(gè)域中都是離散的。（c） 離散傅里葉變化的基本原理、特性，以及經(jīng)典的快速算法（基2時(shí)間抽選法），體會(huì)快速算法的效率。（d） 獲得一個(gè)高密度頻譜和高分辨率頻譜的概念和方法，建立頻率分辨率和時(shí)間分辨率的概念，為將來(lái)進(jìn)一步進(jìn)行時(shí)頻分析（例如小波）的學(xué)習(xí)和研究打下基礎(chǔ)。（e） 建立DFT從整體上可看成是由窄帶相鄰濾波器組成的濾波器組的概念，此概念的一個(gè)典型應(yīng)用時(shí)數(shù)字音頻壓縮中的分析濾波器，例如DVD AC3和MPEG Audio。2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、要求及結(jié)果。（1）離散信號(hào)的頻譜分析：設(shè)信號(hào)x(n)=0.001*cos(0.45n)+sin(0.3n)-cos(0.302n-4)此信號(hào)的0.3和0.302兩根譜線相距很近，譜線0.45的幅度很小，請(qǐng)選擇合適的序列長(zhǎng)度N和窗函數(shù)，用DFT分析其頻譜，要求得到清楚的三根譜線。【實(shí)驗(yàn)代碼】：clear;close all;N=5000;n=1:1:N;x=0.001*cos(0.45*n*pi)+sin(0.3*n*pi)-cos(0.302*n*pi-pi/4);y=fft(x,N);a=abs(y(1:1:N/2+1);k=0:1:N/2;w=2*pi/N*k;stem(w/pi,a);axis(0.29,0.46,0,10);【實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖】：（2）DTMF信號(hào)頻譜分析用計(jì)算機(jī)聲卡采集一段通信系統(tǒng)中電話雙音多頻（DTMF）撥號(hào)數(shù)字09的數(shù)據(jù)，采用快速傅里葉變換（FFT）分析這10個(gè)號(hào)碼DTMF撥號(hào)時(shí)的頻譜。【實(shí)驗(yàn)代碼】：num=1,2,3,65;4,5,6,66;7,8,9,67;42,0,35,68; f1=697,770,852,941; f2=1209,1336,1477,1633; in=input(鍵入1位0-9的數(shù)字= );for p=1:4for q=1:4if num(p,q)=in,break,end endif num(p,q)=in,break,endendn=0:1023; x = sin(2*pi*n*f1(p)/8000) + sin(2*pi*n*f2(q)/8000);X=fft(x,1024);X=abs(X);y=sort(X);for i=1:1024 if X(i) limit, break, end end for r=1:4; if val(r) limit, break, end end TNr=TNr+tm(r,s-4)*10(11-m); hao=int2str(tm(r,s-4); title(hao,color,r);enddisp(接收端檢測(cè)到的號(hào)碼為：) disp(num2str(TNr) 實(shí)驗(yàn)三：FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?通過(guò)本次試驗(yàn)，掌握一下知識(shí)： FIR數(shù)字濾波器窗口設(shè)計(jì)法的原理和設(shè)計(jì)步驟； Gibbs效應(yīng)發(fā)生的原因和影響； 不同類型的窗函數(shù)對(duì)濾波效果的影響，以及窗函數(shù)和長(zhǎng)度N的選擇。（效果，耳機(jī)聽(tīng)前后聲音，或者看前后的頻譜圖）2. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、要求及結(jié)果： 錄制一段自己的聲音，長(zhǎng)度為十幾秒，取樣頻率32khz，然后疊加一個(gè)高斯白噪聲，（知道噪聲分布，知道噪聲功率，只要知道輸入信號(hào)功率），使得信噪比為20db。請(qǐng)采用窗口法，設(shè)計(jì)一個(gè)FIR帶通濾波器，濾除噪聲提高質(zhì)量。提示： 濾波器指標(biāo)參考：通帶邊緣頻率為4khz，阻帶邊緣頻率為4.5khz，阻帶衰減大于50db； Matlab函數(shù)y=awgn(x,snr,measured),首先測(cè)量輸入信號(hào)x的功率，然后對(duì)其疊加高斯白噪聲?！緦?shí)驗(yàn)代碼】：clc, clearfs=32000;x,fs,bits=wavread(1.wav);snr=20;x2=awgn(x,snr,measured,db);wavwrite(x2,fs,16,2.wav);t=0:1/fs:(size(x2)-1)/fs;wp=8000*pi/32000;ws=9000*pi/32000;wdelta=ws-wp;N=ceil(11*pi/wdelta); %取整wn=(ws+wp)/2;b=fir1(N,wn/pi,blackman(N+1); %選擇窗函數(shù)，并歸一化截止頻率figure(1)freqz(b,1,512)f2=filter(b,1,x2);title(濾波器幅頻、相頻特性);figure(2)subplot(2,1,1)plot(t,x2)title(濾波前時(shí)域波形);subplot(2,1,2)plot(t,f2)title(濾波后時(shí)域波形);F0=fft(f2,1024);f=fs*(0:511)/1024;figure(3)y2=fft(x2,1024);subplot(2,1,1)plot(f,abs(y2(1:512);title(濾波前頻譜)xlabel(Hz);ylabel(幅度);subplot(2,1,2)F2=plot(f,abs(F0(1:512);title(濾波后頻譜)xlabel(Hz);ylabel(幅度);wavwrite(f2,fs,16,3.wav);【實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖】： 實(shí)驗(yàn)問(wèn)題及總結(jié)：在這次實(shí)驗(yàn)之前我就有接觸過(guò)一些關(guān)于matlab的學(xué)習(xí)，那是大一下學(xué)期的專業(yè)選修課，不過(guò)當(dāng)時(shí)并沒(méi)有實(shí)踐，大部分還是理論的學(xué)習(xí)，這次的matlab實(shí)驗(yàn)讓我學(xué)到了許多，以前是學(xué)過(guò)matlab的，但是已經(jīng)忘的差不多了，正好有這次機(jī)會(huì)讓我重新復(fù)習(xí)相關(guān)的知識(shí)。把matlab與數(shù)字信號(hào)處理的相關(guān)知識(shí)很好的聯(lián)系到一起。 首先通過(guò)這次試驗(yàn)，使我更加深刻的理解DFT、FFT以及濾波器的原理和應(yīng)用，并且能夠用仿真軟件設(shè)計(jì)濾波器達(dá)到濾除高斯白噪聲的目的。在數(shù)字信號(hào)處理的理論課上，對(duì)于傅里葉變換、數(shù)字濾波器等知識(shí)的了解并不是很深刻，但是通過(guò)這次試驗(yàn)，我更好的理解了用傅里葉變換進(jìn)行信號(hào)分析時(shí)基本參數(shù)的選擇、離散時(shí)間傅里葉變換和有限長(zhǎng)度離散傅里葉變換后信號(hào)頻譜上的區(qū)別、離散傅里葉變化的基本原理、特性，以及經(jīng)典的快速算法的效率，也更好的掌握了IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法、實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)及其性能，還有不同類型的窗函數(shù)對(duì)濾波效果的影響，以及窗函數(shù)和長(zhǎng)度N的選擇。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還是不可避免的遇到了一些問(wèn)題，一開(kāi)始對(duì)于mat