数字信号处理课程设计说明书Word文档下载推荐.docx
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课题名称
数字信号处理课程设计
设计内容及要求
1.用windows自带的录音机录制一段语音信号,时间控制在2秒左右。
2.对采集的语音信号的进行频谱分析,画出频谱图;
3.设计数字滤波器,画出频率响应;
4.用滤波器对信号进行滤波;
5.比较滤波前后语音信号的波形及频谱;
6.回放语音信号,感觉滤波前后的声音的变化。
考核要求
(1)课程考核成绩构成
课程设计报告,考查报告撰写规范、资料齐备,侧重点是代码是否整齐,规范、调试与测试结果、创新点、总结内容。
包括学生学习态度,纪律情况。
(2)评分办法和评分标准
分为优、良、中、及格和不及格五个等级。
优秀:
能得到正确的实验结果,独立分析、解决实际问题,能熟练调试实验,分析实验结果,课程设计期间无违纪行为,圆满完成所规定的任务;
良好:
能较好地完成课程设计任务,能正确回答问题,课程设计态度端正,期间无违纪行为;
中等:
能完成基本功能和一半以上的扩展功能,考核时能正确回答主要问题,课程设计期间无违纪行为;
及格:
能完成基本功能,内容基本正确,但任务不够完整、系统。
课程设计期间无违纪行为;
不及格:
不能实现基本任务的一半以上。
进度安排
起止日期(或时间)
设计内容(或预期目标)
备注
11.4.18—11.4.29
教研室
意见
年月日
系(部)主管领导意见
长沙学院课程设计鉴定表
姓名
学号
专业
班级
设计题目
指导教师
指导教师意见:
评定等级:
教师签名:
日期:
答辩小组意见:
答辩小组长签名:
日期:
教研室意见:
教研室主任签名:
系(部)意见:
系主任签名:
日期:
说明
课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“中”、“及格”、“不及格”五类;
二、程序设计与实验仿真结果图
1.语音信号的采集
在windows下录制一段语音,并保存为8000KHz,8位,单声道wav格式,时间控制在3秒左右。
然后在MATLAB软件平台下,利用函数wavread对语音信号进行采样,记住采样频率和采样点数。
方法:
利用windows下的录音机(开始—程序—附件—娱乐—录音机,文件—属性—立即转换—8000KHz,8位,单声道)或其他软件,录制一段自己的话音。
MATLAB下实现:
fs=8000;
%语音信号采样频率为8000
x1=wavread('
C:
\dell\1.wav'
);
%读取语音信号的数据,赋给变量x1
2.程序设计与实验仿真结果
2.1原始信号和加噪信号时域跟频率分析
fs=8000;
[y,fs,nbits]=wavread('
n=length(y);
%求出语音信号的长度
t=0:
1/8000:
1.2624;
%备注:
1.2624=(n—1)/8000
noise=0.04*sin(2*pi*5000*t)'
;
%sin函数产生噪声
x2=x1+noise;
Subplot(2,2,1);
plot(x1);
title('
原始语音时域信号'
xlabel('
时间n'
ylabel('
音量n'
Subplot(2,2,2);
plot(x2);
加噪声之后时域语音信号'
y1=fft(x1,1024);
%对x1做1024点傅里叶变换
Subplot(2,2,3);
plot(abs(y1));
原始信号傅里叶变换后波形'
y2=fft(x2,1024);
%对x2做1024点傅里叶变换
Subplot(2,2,4);
plot(abs(y2));
加噪声信号傅里叶变换波形'
2.2.1带通滤波器设计:
clc;
sound(x2,fs,nbits);
Y=fft(x2,2048);
fp1=1200;
fp2=3000;
fc1=1000;
fc2=3200;
As=100;
Ap=1;
wc1=2*fc1/fs;
wc2=2*fc2/fs;
wp1=2*fp1/fs;
wp2=2*fp2/fs;
wp=[wp1,wp2];
wc=[wc1,wc2];
[N,wn]=buttord(wc,wp,Ap,As);
[b,a]=butter(N,wn);
figure
(1);
freqz(b,a,512,fs);
x=filter(b,a,x2);
X=fft(x,2048);
figure
(2);
subplot(2,1,1);
plot(abs(Y(1:
1024)));
axis([0,1000,0,3]);
滤波前信号频谱'
subplot(2,1,2);
plot(abs(X(1:
滤波后信号频谱'
sound(x,8000,nbits);
2.2.2低通滤波器设计:
clear;
fp=1000;
fc=1200;
fs=6000;
wc=2*fc/fs;
wp=2*fp/fs;
subplot(2,2,1);
subplot(2,2,2);
sound(x,8000,nbits)
2.2.3高通滤波器设计:
fp=3000;
fc=2800;
fs=6500;
[b,a]=butter(N,wn,'
high'
freqz(b,a,21,fs);
三、工作原理与仿真结果分析
IIR滤波器设计原理
IIR数字滤波器的设计有多种方法,如频率变换法、数字域直接设计以及计算辅助
设计等。
下面只介绍频率变换设计法。
首先考虑由模拟低通滤波器到数字低通滤波器的
转换,其基本的设计过程如下:
(1)将数字滤波器的技术指标转换为模拟滤波器的技术指标;
(2)设计模拟滤波器G(S);
(3)将G(S)转换成数字滤波器H(Z);
在低通滤波器的设计基础上,可以得到数字高通、带通、带阻滤波器的设计流程如下:
(1)给定数字滤波器的设计要求(高通、带阻、带通);
(2)转换为模拟(高通、带阻、带通)滤波器的技术指标;
(3)转换为模拟低通滤波器的指标;
(4)设计得到满足第三步要求的低通滤波器传递函数;
(5)通过频率转换得到模拟(高通、带阻、带通)滤波器;
(6)变换为数字(高通、带阻、带通)滤波器。
设计结果分析
原始信号采样后时域图和频谱图:
图3.1原始信号采样后时域图和频谱图
通过带通滤波器前后信号的频谱的变化情况并进行比较:
图3.2通过带通滤波器前后信号频谱图比较
通过低通滤波器前后信号的频谱的变化情况并进行比较:
图3.3通过低通滤波器前后信号频谱图比较
通过高通滤波器前后信号的频谱的变化情况并进行比较:
图3.4通过低通滤波器前后信号频谱图比较
四、结论与心得
通过本次课程设计,我巩固了上学期所学的数字信号处理的课程!
与此同时我也认识到了我当初在学这门课程时所存在的不足!
所以在一开始我自己感到无从下手,理不清条理,对自己做课程设计造成了一定的困难。
我开始再一次的翻看书本,上网查资料,查阅相关的文献,经过自己的不断努力,最终形成了自己设计的思路!
现在做完了课程设计,我觉得应该把它当成一个项目去做,从查阅资料,学习新知识,新软件,所有的一切对自己来说都是自学能力的提升,所以在一开始自己就端正了这次课程设计的态度,将这次课程设计当做是提高自己自学能力的一次实践机会。
总结这次课程设计我学到了很多!
首先就是知识方面的提高和巩固。
既巩固了原先所学的知识,也学到了其它相关的知识。
主要进一步掌握了在MATLAB环境中怎样运用相关的函数语句去实现相关的设计,这主要有数字滤波器的设计,在这设计的过程中,也巩固了最基础的MATLAB相关语法知识,在MATLAB中得到要求的结果和图形,并进行了分析。
在这个总结分析中我进一步的学习了对滤波器的相关分析方法!
加深了我对滤波器的理解!
其次,就是对自己思维能力的提高,我觉得做任何事情思路都是最重要的,所有的知识都是思维能力的载体,本次课程设计让自己明白了做项目要有基本的思路,基本的流程。
总之这次课程设计学到了很多!
最重要的是学到了如何去自己学习一些自己所没有掌握的知识,并运用到实践中去!
也学会了如何去和同学交流,在这交流中提升自己,学会了怎么更好的去查阅相关的资料。
最后是做word的过程中也学到了以前没有接触到的项目。
希望自己在以后接触到的新的东西中能向这次课程设计一样快速的完成任务。
五、参考文献
[1]程佩青.数字信号处理教程.北京:
清华大学出版社出版,2001
[2]陈后金.信号与系统[M].高等教育出版社,2007
[3]罗军辉.Matlab7.0在数字信号处理中的应用.北京:
机械工业出版社,2005
[4]徐明远邵玉斌MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用西安电子科技大学出版社
[5]高西全丁玉美数字信号处理(第二版)学习指导西安电子科技大学出版社
[6]王路露.基于GUI的温度数据分析技术.电脑知识与技术,2009
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