北邮DSP软件实验报告

MATLAB软件仿真实验报告姓名_学号_201321099X_班级_201321120X_学院_电子工程学院_专业_电子科学与技术_MATLAB软件仿真实验报告1目录实验一数字信号的FFT分析21实验内容及要求22实验目的23实验代码34实验截图4实验二DTMF信号的编码51实验内容及要求52实验目的63实验代码64实验截图9实验三FIR数字滤波器的设计和实现141实验内容及要求142实验目的153实验代码154实验截图17四、实验总结18MATLAB软件仿真实验报告2实验一数字信号的FFT分析1实验内容及要求1离散信号的频谱分析设信号此信号的03PI和0302PI两根谱线相距很近，谱线045PI的幅度很小，请选择合适的序列长度N和窗函数，用DFT分析其频谱，要求得到清楚的三根谱线。2DTMF信号频谱分析用计算机声卡采用一段通信系统中电话双音多频（DTMF）拨号数字09的数据，采用快速傅立叶变换（FFT）分析这10个号码DTMF拨号时的频谱。2实验目的通过本次实验，应该掌握A用傅立叶变换进行信号分析时基本参数的选择。B经过离散时间傅立叶变换（DTFT）和有限长度离散傅立叶变换（DFT）后信号频谱上的区别，前者DTFT时间域是离散信号，频率域还是连续的，而DFT在两个域中都是离散的。C离散傅立叶变换的基本原理、特性，以及经典的快速算法（基2时间抽选法），体会快速算法的效率。D获得一个高密度频谱和高分辨率频谱的概念和方法，建立频率分辨率和时间分辨率的概念，为将来进一步进行时频分析（例如小波）的学习和研究打下基础。E建立DFT从整体上可看成是由窄带相邻滤波器组成的滤波器组的概念，此概念的一个典型应用是数字音频压缩中的分析滤波器，例如DVDAC3和MPEGAUDIO。0145030324COSSINCOSXNNMATLAB软件仿真实验报告33实验代码频谱分析CLFCLOSEALL关闭所有图形窗口N1000DFT点数N11NX0001COS045NPISIN03NPICOS0302NPIPI/4YFFTX,NMAGABSY对FFT结果求模W2PI/N01N1数字角频率WSUBPLOT2,1,1将图形窗分为2行1列STEMN,X,画脉冲图TITLE时域XLABELNYLABELXNSUBPLOT2,1,2STEMW/PI,MAG归一化角频率AXIS00502控制坐标范围以使谱线幅度合适TITLE1000点DFTXLABEL数字频率YLABELXKGRIDONDTMF频谱分析X,FS,BITSWAVREADMJL_NUMWAV从当前目录下读取声音文件N11FS取样点数SUBPLOT2,1,1PLOTX画出时域波形TITLE时域声音波形XLABELNMATLAB软件仿真实验报告4YLABELXNN2FS奈奎斯特取样XKFFTX,NK01N1W2PI/NK数字角频率SUBPLOT2,1,2STEMW/PI,ABSXK,归一化角频率TITLE频谱XLABEL数字频率YLABEL幅度AXIS02012004实验截图MATLAB软件仿真实验报告5实验二DTMF信号的编码1实验内容及要求1）把您的联系电话号码通过DTMF编码生成为一个WAV文件。技术指标根据ITUQ23建议，DTMF信号的技术指标是传送/接收率为每秒10个号码，或每个号码100MS。每个号码传送过程中，信号存在时间至少45MS，且不多于55MS，100MS的其余时间是静音。在每个频率点上允许有不超过15的频率误差。任何超过给定频率35的信号，均被认为是无效的，拒绝MATLAB软件仿真实验报告6接收。（其中关键是不同频率的正弦波的产生。可以使用查表方式模拟产生两个不同频率的正弦波。正弦表的制定要保证合成信号的频率误差在15以内，同时使取样点数尽量少）2）对所生成的DTMF文件进行解码。DTMF信号解码可以采用FFT计算N点频率处的频谱值，然后估计出所拨号码。但FFT计算了许多不需要的值，计算量太大，而且为保证频率分辨率，FFT的点数较大，不利于实时实现。因此，FFT不适合于DTMF信号解码的应用。由于只需要知道8个特定点的频谱值，因此采用一种称为GOERTZEL算法的IIR滤波器可以有效地提高计算效率。其传递函数为2实验目的A复习和巩固IIR数字滤波器的基本概念；B掌握IIR数字滤波器的设计方法；C掌握IIR数字滤波器的实现结构；D能够由滤波器的实现结构分析滤波器的性能（字长效应）；E了解通信系统电话DTMF拨号的基本原理和IIR滤波器实现方法。3实验代500FS8000TM49,50,51,6552,53,54,6655,56,57,6742,48,35,68N1N取样点FLOW697770852941低频FHIGH1209133614771633高频2/121COSJKNKEZHZMATLAB软件仿真实验报告7X01SIN2PIFLOW1N/FSSIN2PIFHIGH1N/FS1X02SIN2PIFLOW1N/FSSIN2PIFHIGH3N/FS3X03SIN2PIFLOW1N/FSSIN2PIFHIGH2N/FS2X04SIN2PIFLOW2N/FSSIN2PIFHIGH3N/FS6X05SIN2PIFLOW3N/FSSIN2PIFHIGH3N/FS9X06SIN2PIFLOW2N/FSSIN2PIFHIGH3N/FS6X07SIN2PIFLOW1N/FSSIN2PIFHIGH3N/FS3X08SIN2PIFLOW3N/FSSIN2PIFHIGH3N/FS9X09SIN2PIFLOW1N/FSSIN2PIFHIGH2N/FS2X10SIN2PIFLOW3N/FSSIN2PIFHIGH1N/FS7X11SIN2PIFLOW3N/FSSIN2PIFHIGH3N/FS9XX01,X02,X03,X04,X05,X06,X07,X08,X09,X10,X11组成矩阵X01_ZX01,ZEROS1,500补零X02_ZX02,ZEROS1,500X03_ZX03,ZEROS1,500X04_ZX04,ZEROS1,500X05_ZX05,ZEROS1,500X06_ZX06,ZEROS1,500X07_ZX07,ZEROS1,500X08_ZX08,ZEROS1,500X09_ZX09,ZEROS1,500X10_ZX10,ZEROS1,500X11_ZX11,ZEROS1,500X_ZX01_Z,X02_Z,X03_Z,X04_Z,X05_Z,X06_Z,X07_Z,X08_Z,X09_Z,X10_Z,X11_ZX_ZX_Z/MAXABSX_ZSUBPLOT2,1,1PLOTX_ZMATLAB软件仿真实验报告8SOUNDX_ZWAVWRITEX_Z,FS,PHONE_WLWAV写入声音文件K1820222431343842N205SUBPLOT2,1,2DISP解码得到的号码是FORI111M800I1XGOERTZELXM1MN,K1GOERTZEL算法做变换VABSX求模STEMK,V,画脉冲图GRIDXLABELKYLABELXKSETGCF,COLOR,WSHGPAUSELIMIT80FORS58IFVSLIMIT,BREAK,ENDENDFORR14IFVRLIMIT,BREAK,ENDENDDISPSETSTRTMR,S4ENDMATLAB软件仿真实验报告94实验截图数字1_数字3_MATLAB软件仿真实验报告10数字2_数字6_MATLAB软件仿真实验报告11数字9_数字6_MATLAB软件仿真实验报告12数字3_数字9_MATLAB软件仿真实验报告13数字2_数字7_MATLAB软件仿真实验报告14数字9_实验三FIR数字滤波器的设计和实现1实验内容及要求录制自己的一段声音，长度为45秒，取样频率32KHZ，然后叠加一个高斯白噪声，使得信噪比为20DB。请采用窗口法设计一个FIR带通滤波器，滤除噪声提高质量。提示滤波器指标参考通带边缘频率为4KHZ，阻带边缘频率为45KHZ，阻带衰减大于50DB；MATLAB函数YAWGNX,SNR,MEASURED，首先测量输入信号X的功率，然后对其叠加高斯白噪声；MATLAB软件仿真实验报告152实验目的通过本次实验，掌握以下知识FIR数字滤波器窗口设计法的原理和设计步骤；GIBBS效应发生的原因和影响；不同类型的窗函数对滤波效果的影响，以及窗函数和长度N的选择。3实验代码FS32000X,FSAUDIOREADMYSOUNDWAV原声SNR20X2AWGNX,SNR,MEASURED,DB加噪声AUDIOWRITESOUND_NOISEWAV,X2,FS加噪声后的声音T01/FSSIZEX21/FSWP8000PI/32000WS9000PI/32000WDELTAWSWPNCEIL11PI/WDELTA取整WNWSWP/2截止频率BFIR1N,WN/PI,BLACKMANN1选择窗函数，并归一化截止频率FIGURE1FREQZB,1,512F2FILTERB,1,X2TITLE滤波器幅频、相频特性FIGURE2SUBPLOT2,1,1PLOTT,X2MATLAB软件仿真实验报告16TITLE滤波前时域波形SUBPLOT2,1,2PLOTT,F2TITLE滤波后时域波形F0FFTF2,1024FFS0511/1024FIGURE3Y2FFTX2,1024SUBPLOT2,1,1PLOTF,ABSY21512TITLE滤波前频谱XLABELHZYLABEL幅度SUBPLOT2,1,2F2PLOTF,ABSF01512TITLE滤波后频谱XLABELHZYLABEL幅度AUDIOWRITEFILTERABLEWAV,F2,FSMATLAB软件仿真实验报告174实验截图MATLAB软件仿真实验报告18MATLAB软件仿真实验报告19四、实验总结本次实验是数字信号处理的软件实验，以MATLAB为软件平台，实现课本上所学的内容，将枯燥抽象的书本内容通过具体的实验展示出来，巩固课堂所学的知识内容。首先，我在熟悉了MATLAB软件的使用方法，大一学习的MATLAB软件操作课程有些淡忘，此次试验通过