用matlab对信号进行频谱分析及滤波.docx

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用matlab对信号进行频谱分析及滤波

华东交通大学

课程设计（论文）任务书

专业xxx班级xx姓名xxx

一、课程设计（论文）题目应用Matlab对信号进行频谱分析及滤波

二、课程设计（论文）工作：

自xxx年x月x日起至xxx年x月x日止。

三、课程设计（论文）的内容要求：

序号

项目

等　　　级

优秀

良好

中等

及格

不及格

1

课程设计态度评价

2

出勤情况评价

3

任务难度评价

4

工作量饱满评价

5

任务难度评价

6

设计中创新性评价

7

论文书写规范化评价

8

综合应用能力评价

综合评定等级

学生签名：

20年月日

课程设计（论文）评阅意见

评阅人　职称

20年月日

●

设计过程步骤（5）

2.1语音信号的采集（5）

2.2语音信号的频谱分析（6）

2.3设计数字滤波器和画出其频谱响应（7）

2.4用滤波器对信号进行滤波（9）

2.5滤波器分析后的语音信号的波形及频谱（10）

●心得和经验（11）

●参考文献………………………………………………（12）

●设计过程步骤

2.1语音信号的采集

我们利用Windows下的录音机，录制了一段开枪发出的声音，时间在1s内。

接着在C盘保存为WAV格式，然后在Matlab软件平台下．利用函数wavread对语音信号进行采样，并记录下了采样频率和采样点数，在这里我们还通过函数sound引入听到采样后自己所录的一段声音。

通过wavread函数和sound的使用，我们完成了本次课程设计的第一步。

其程序如下：

[x,fs,bite]=wavread（'c:

\alsndmgr.wav',[100020000]）;

sound（x,fs,bite）;

2.2语音信号的频谱分析

首先我们画出语音信号的时域波形；然后对语音信号进行频谱分析，在Matlab中，我们利用函数fft对信号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性性。

到此，我们完成了课程实际的第二部。

其程序如下：

n=1024;

subplot（2,1,1）;

y=plot（x（50:

n/4））;

gridon;

title（'时域信号'）

X=fft（x,256）;

subplot（2,1,2）;

plot（abs（fft（X）））;

gridon;

title（'频域信号'）;

运行程序得到的图形：

2.3设计数字滤波器和画出其频谱响应

紧接着着我们做了一个数字滤波器：

采样频率10Hz，通带截止频率fp=3Hz，阻带截止频率fs=4Hz通带衰减小于1dB，阻带衰减大于20dB，我们主要使用双线性变换法由模拟滤波器原型设计数字滤波器。

程序最后我们还利用Matlab中的函数freqz画出了该滤波器的频率响应。

其程序如下：

%采样频率10Hz，通带截止频率fp=3Hz，阻带截止频率fs=4Hz

%通带衰减小于1dB，阻带衰减大于20dB

%使用双线性变换法由模拟滤波器原型设计数字滤波器

T=0.1;FS=1/T;

fp=3;fs=4;

wp=fp/FS*2*pi;

ws=fs/FS*2*pi;

Rp=1;%通带衰减

As=20;%阻带衰减

%频率预畸

OmegaP=（2/T）*tan（wp/2）;%PrewarpPrototypePassbandfreq

OmegaS=（2/T）*tan（ws/2）;%PrewarpPrototypeStopbandfreq

%设计butterworth低通滤波器原型

N=ceil（（log10（（10^（Rp/10）-1）/（10^（As/10）-1）））/（2*log10（OmegaP/OmegaS）））;

OmegaC=OmegaP/（（10^（Rp/10）-1）^（1/（2*N）））;

[z,p,k]=buttap（N）;%获取零极点参数

p=p*OmegaC;

k=k*OmegaC^N;

B=real（poly（z））;

b0=k;

cs=k*B;

ds=real（poly（p））;

%双线性变换

[b,a]=bilinear（cs,ds,FS）;

%绘制结果

freqz（b,a,512,FS）;

运行程序得到的图形：

2.4用滤波器对信号进行滤波

我们做的是IIR滤波器，所以我们利用函数filter对信号进行滤波。

其程序如下：

z=filter（b,a,x）;

subplot（2,1,1）;

plot（z）;

title（'滤波后信号波形'）;

Z=fft（z,256）;

subplot（2,1,2）;

plot（abs（Z））;

title（'滤波后信号频谱'）;

2.5滤波器分析后的语音信号的波形及频谱

运行2.4程序得到滤波后的语音信号的波形及频谱图如下：

心得和经验

对录音的采集后，需要保存在C盘根目录下，否则用Matlab读取音频文件读取不了。

其余操作只要输入函数按确定键得出图形后，保存就行。

参考文献

[1]谢希仁.计算机网络（第五版）[M].北京：

电子工业出版社，2008年2月

[2]胡小强计算机网络[M]北京：

北京邮电大学出版社2005年1月

致谢