回波的产生和消除共25页文档
超声回波的接收和预处理
超声回波的接收和预处理引言超声波技术是一种常用的非破坏性检测方法，广泛应用于医学成像、工业检测和材料评价等领域。
在超声波成像中，超声回波的接收和预处理是非常重要的环节，它们直接影响到最终成像结果的质量和可靠性。
本文将介绍超声回波的接收原理和常用的预处理方法。
超声回波的接收原理超声波成像中，超声波是通过发射器发出的，经过被测物体后反射回来，然后由接收器接收并转化为电信号。
超声回波的接收原理主要包括以下几个方面：超声探测器的工作原理超声探测器一般采用压电效应或磁致伸缩效应来接收超声波。
当超声波作用于压电材料时，压电材料会发生形变，产生电荷，进而产生电压信号。
当超声波作用于磁致伸缩材料时，材料的磁导率会发生变化，从而引起材料的电磁性能发生变化，进而产生电压信号。
接收信号的放大和滤波接收到的超声信号通常非常微弱，需要经过放大和滤波才能得到可靠的信号。
放大可以使用放大器来实现，一般需要有足够的增益来提高信号的强度。
滤波可以使用滤波器来实现，一般需要选择合适的截止频率来去除不需要的噪声。
信号调理接收到的超声信号可能存在一些特定的问题，如基线漂移、脉冲重复频率不稳定等。
为了减少这些问题对成像结果的影响，需要进行信号调理。
信号调理一般包括基线漂移的校正、脉冲重复频率的同步等处理。
超声回波的预处理方法超声回波经过接收后，可能存在一些噪声和干扰，这些干扰会对最终成像结果产生负面的影响。
为了获得清晰、可靠的成像结果，需要对超声回波进行预处理。
下面介绍几种常见的预处理方法：噪声滤波噪声是超声成像中常见的问题之一。
常用的噪声滤波方法有均值滤波、中值滤波和高斯滤波等。
均值滤波是用邻域像素的平均值代替当前像素值，适用于高斯噪声；中值滤波是用邻域像素的中值代替当前像素值，适用于椒盐噪声；高斯滤波通过卷积运算去除高频噪声。
数据去畸变在超声成像过程中，超声波在不同组织之间的传播速度不同，会引起超声波的畸变。
为了消除这种畸变，可以采用时间校准的方法，通过比较不同组织的回波时间延迟来调整图像。
matlab课程设计-基于MATLAB的回波信号的产生与消除
数字信号处理课程设计题目：基于MATLAB的回波信号的产生与消除课程：MATLAB课程设计姓名：学号：摘要在这个课程设计中，利用matlab采集一段语音，在这段语音的基础上，加入一定延时和衰减的回音，最后消去回音并且测出延时时间来计算障碍物距离正文①设计目的与要求采集语音：采集一段语音，绘制其时域波形，对此音频信号用FFT作谱分析。
加入回声：对采集的语音进行处理，加入一段回声，并绘制其时域波形，对其进行FFT频谱分析，绘制频谱图。
从带有回声的声音信号中恢复原信号：设计合适的滤波器，对带有回声的声音信号进行滤波，恢复原信号。
绘制所设计滤波器的幅频和相频特性，及滤波后的信号的时域波形和频谱图。
从带有回声的声音信号中估计反射物的距离：采用相关分析法从带有回声的声音信号中估计反射物的距离。
②具体内容及原理（1）语音采集利用matlab采集一段语音并保存，代码如下fs=8000;x=wavrecord(3*fs,fs,'double');wavplay(x,fs);wavwrite(x,'原始信号'); //存储音频：原始信号（2）原始信号的时域波形，FFT频谱分析代码如下subplot(3,1,1);plot(x);grid on;xlabel('时间');ylabel('幅值');title('原始信号时域波形');subplot(3,1,2);f=(0:3*fs-1)*fs/(3*fs);plot(f,abs(wx));grid on;xlabel('频率');ylabel('幅值');title('幅频特性');subplot(3,1,3);plot(f,angle(wx));grid on;xlabel('频率');ylabel('相位') ;title('相频特性');图如下：（3）加入回声在已有声音信号x的基础上产生带回声的声音信号，可以表达为在原信号的基础上叠加其延时衰减的分量。
matlab课程设计-基于MATLAB的回波信号的产生与消除
(5) 从带有回声的声音信号中恢复原信号且估计反射物的距离
这里把信号的恢复和反射物距离的估计放到一起是基于这么一种考虑，说明如下： 在回声产生的过程中，用到了：y(n)=x(n)+ax(n-N)，用的a=0.5,N=2400。然而现在要从加 回声后的信号中恢复原信号，应该是在这么一种前提下，即“只有y(n)已知，其他都 是未知的”。就是说，要假设我们并不知道原信号，且a与N都是未知的，这就给信号的 恢复带来了困难，如果直接用y(n)=x(n)+0.5*x(n-2400)是不合理的。这个时候就要用到对 反射物距离的估计的过程，在这个过程中利用相关分析法可以估算出N的值，利用N来 算反射物的距离，求得N，则可以进一步求得a，具体方法和原理如下：
加回声后的信号.wav
恢复后的信号：
恢复后的信号.wav
小结：
这个过程大体上完成了所要求的功能：采集一个语音信号，加入回声，恢复原信号，估计反 射物距离。在这里，有一个非常大的不足就是，对于各个函数都是直接引用已有函数，并未 自己编程实现。在整个过程中，我认为有一点对于从回声信号中恢复原信号来说非常重要，
H (z)
X (z) 1 Y ( z ) 1 0.4* z 2400
知道系统函数后，可以调用filter函数 filter是一维数字滤波器 其使用方法如下： Y = filter (B,A,X) ，输入X为滤波前序列，Y为滤波结果序列，B/A 提供滤波器系数，B 为分子， A为分母整个滤波过程是通过下面差分方程实现的： a(1)*y(n) = b(1)*x(n) + b(2)*x(n-1) + ... + b(nb+1)*x(n-nb)- a(2)*y(n-1) - ... a(na+1)*y(n-na) 下面从带有回声的声音信号中恢复原信号并保存，并且画出时域图与频域图 代码如下 a=[1,zeros(1,2399),0.5]; b=[1]; x1=filter(b,a,y); wavwrite(x1,'恢复后的信号') subplot(3,1,1); plot(x1); grid on; xlabel('时间'); ylabel('幅值'); title('恢复后的信号时域波形'); subplot(3,1,2); wx1=fft(x1); f=(0:3*fs+N-1)*fs/(3*fs+N); plot(f,abs(wx1)); grid on; xlabel('频率'); ylabel('幅值'); title('幅频特性'); subplot(3,1,3); plot(f,angle(wx1)); grid on; xlabel('频率'); ylabel('相位') ;title('相频特性');
回波的产生和抵消概要
DSP课程设计实验报告回波的产生和抵消院（系）：电子信息工程学院指导教师：杨恒小组成员：莫凌 08211149成浩凡 08223002目录（一）实验目的（二）设计任务及要求（三）设计方案、算法原理说明（四）实验主程序（五）实验调试结果以及分析（六）实验基本操作（七）参考文献（八）实验感想（一）实验目的1、掌握CCS环境的使用2、掌握TMS320C5402DSP芯片的基本知识3、掌握基于CCS编程设计的方法（1）对DMA进行初始化；（2）对A/D、D/A进行初始化；（3）编写DMA通道传输程序，实现数据实时采集和实时地输出；（4）设计自适应滤波算法，或调用DSPLIB中的自适应函数，实现信号的自适应滤波。
（5）滤波后信号实时输出的同时，将数据存放在数据文件中；（6）利用自适应滤波实现语音信号回波对消。
4、掌握利用MATLAB产生FIR滤波器的基本方法（二）设计任务及要求回波是由于语音信号在电话网中传输时阻抗不匹配而产生的。
在模拟电路里，由于二—四转换混合线圈不平衡造成电流泄露，一部分信号能量被反射回信号源会产生回波。
回波的影响因通信距离和某些网络设备的因素而加剧，在语音识别应用里，回波也会影响信号检测的准确性，尤其是在多方电话会议中，由于信号经过多次阻抗不匹配的反复传播，回波对通信的影响会更加严重。
为了去除回波的影响，现代处理回波的技术主要是基于预测滤波器实现的，近端的通信设备可以采用自适应滤波器。
自适应滤波不仅能够选择信号，而且能够控制信号的特性。
自适应滤波器具有跟踪信号和噪声变化的能力，它的系数能够被一种自适应算法所修改。
利用DSP 可以实时地对信号进行自适应滤波。
DSP利用直接存储器访问方式DMA采集数据时不打扰CPU，因此CPU可以对信号进行实时地滤波。
本设计要求利用DSP的DMA方式进行信号采集和信号输出，同时对外部输入的信号进行数字滤波，完成对电话线路中较为严重的回波进行抵消，实现电话线路中通话清晰。
回声信号的产生与消除
数字信号处理课程设计回声信号的产生与消除姓名张针海学号 ******** 专业电子信息工程指导教师樊玲年级 10级电信2班日期 2013 .5 . 25【摘要】本课程是利用Windows下的录音机，录制一段自己不小于10s的语音，然后在Matlab 软件平台下，利用函数wavread对语音信号进行采样，并记录采样频率和采样点数。
在抽样信号的基础上，通过采样后的的信号与原信号实现一次及多次延迟、叠加产生回波信号，再使用Matlab绘出有回声及无回声语音信号的时域波形和频谱图。
再分别用频率抽样法设计的FIR滤波器和冲激相应不变法设计设计的IIR滤波器消除回声，并记录滤波器的频域响应，再绘制滤波后信号的时域波形和频谱，并对前后信号进行对比，分析信号的变化。
[关键词] 录音 matlab 采样滤波抽样[Abstract] this course is to use a tape recorder to record voice under Windows, a section of their own not less than 10s, then in Matlab software platform, sampling of the speech signal using the function wavread, and record the sampling frequency and sampling points. Based on the sampling signal, through its implementation of single and multiple superposition delay, echo, and use Matlab to draw the echo and echo free speech signal time-domain waveform and spectrum. FIR filter respectively by frequency sampling design method and impulse corresponding invariant IIR filter design to eliminate echo, and record the response of the filter in frequency domain, and then draw the time-domain waveform and spectrum of the filtered signal, and compared before and after the signal, analysis of signal changes目录1 设计目的及要求 (3)1.1设计回音目的及要求 (3)1.2设计滤波器目的及要求 (3)1.2.1 FIR滤波器 (3)1. 2. 2 巴特沃兹滤波器 (3)1. 2. 3 距离估计要求 (4)2 设计原理 (4)3设计内容 (4)3．1语音采集........ (4)3. 2信号分析 (4)3．3制作回音 (5)3.4设计滤波器及滤波 (8)3. 4. 1 设计FIR滤波器及滤波 (8)3.4.1.1单回声的滤波 (8)3. 4.2设计巴特沃兹滤波器及滤波 (12)3.4.2.1设计巴特沃斯数字低通滤波器 (12)3．5估算距离 (13)3.5.1通过理论计算法 (13)3.5.2程序返回测量法 (14)4总结 (15)5、参考文献 (16)1 设计目的及要求1.1设计回音目的及要求现代通信中回波是影响通信质量的噪声，本课程设计是在matble库元件中搜索一段不小于10s的录音，再利用函数wavread对语音信号进行采样，并自身实现一次及多次延迟、叠加产生回波信号，再使用Matlab绘出有回声及无回声语音信号的时域波形和频谱图。
回波及反射
回波及反射当高频信号在电缆及通信设备中传输时，遇到波阻抗不均匀点时，就会对信号形成反射，这种反射不但导致信号的传输损耗增大，并且会使传输信号畸变，对传输性能影响很大,这种由信号反射引起的衰减被称为回波损耗, 反射是指当信号在传输线中传输时,若遇阻抗的变化信号就会发生反射，即部分信号将沿着与原传播方向相反的方向反射，而另外一部分信号（已失真）仍继续沿原方向传播。
回路损失是指信号在传输在线传输时，其反射回来的信号量的大小,反射越小，RL值越大, 那么要具体分析我们的电线的反射原因就来个比喻吧.简单举例：一供热水公司把热水输入到我家，热水公司输入时的温度是100度，但是到我家的时候我测量只有90度，10度的温度即时损失掉的温度衰减，我们要探讨的就是为什么会少啦10度,而这10度的损失过程是如何的呢，为什么是损失10度而不是其它的数字,我们来探讨过程,其过程中有经过的是输送的管道，还有天气的温度，这时候我们第一个知道的是天气因素即可以比拟为讯号线里面的磁场效应即外来干扰，输送的管道的会影响热水的是那些，第一，管道的壁厚（可以比拟为这里的铝箔的厚度或者说是屏蔽的方式）第二，管道的内壁的光滑度（这里比拟为芯线的外观）如果壁的内部不光滑，水的流速就会放慢，受外部天气的影响，最好是在允许最短的时间输送到时最好的。
第三，管道的输送距离（这里可以比拟为线长度）这个是我们设计导体的时候需要考虑的，我们这里需要讨论的其实是第二种管道的内壁的光滑度,当水在流动往前时候它撞击到不光滑的地方就会发生回流,回流的水流就会和往前的水流产生叠加,这个时候就会发生我们说的反射(导致信号的传输损耗增大，并且会使传输信号畸变，对传输性能影响很大,这种由信号反射引起的衰减被称为回波损耗).回复到我们实际的电线制程中影响1). 中心导体直径不稳定2). 绝缘介电材质的直径变化3). 绝缘介电材质或覆被的断裂或缺陷4). 因连结到裸线的组接头过多所形成的二次反射或多次反射之影响.5).裸线组装头中的组件接触不良或有空隙6). 绞距不稳定7) 外表押出时过紧或过松8). 对绞或总绞放线张力不平衡,造成线有松有紧反射系数:反射系数描述了反射回源端的那部分电压与入射电压的比值。
回波的产生与消除
一、回波的产生与消除【设计原理】1、声音信号x 的产生：声音信号x ，既可以从现成的声音文件（.wav ）中获取；也可以利用MATLAB 录音命令现行录制（可自行设置采样频率等录音参数）。
2、带回声的声音信号y 产生：带回声的声音信号，可以表达为在原信号的基础上叠加其延时衰减的分量。
假设只有一个回声的情况下，可简化其模型为：y(n)=x(n)+ax(n-N) （式1）a 为反射系数；N 为延迟时间。
思考: 分别改变反射系数a 和延迟时间N 的大小，播放产生的回声信号y ，分析反射系数a 和延迟时间N 对原始声音的影响。
3、回声消除如何从信号y 中恢复出信号x ？即是（式1）的一个逆向求解过程。
因此回声消除的关键可以通过（式1）的模型建立从信号y 中恢复信号x 的模型。
只要恢复模型建立，即可将信号y 作为输入信号，求得恢复后的信号x ’。
4、从信号y 中估计反射物的距离从信号y 中估计反射物的距离，可理解为估计（式1）中的N 。
也就是，估计y(n)中的原始声音信号x(n)与其延时衰减分量ax(n-N)的相关联的程度。
下面简单介绍一下信号相关的概念。
在统计通信及信号处理中，相关的概念是一个十分重要的概念。
相关函数和信号的功率谱有密切关系。
所谓相关是指两个确定信号或两个随机信号之间的相互关系，对于随机信号，信号一般是不确定的，但是通过对它的规律进行统计，它们的相关函数往往是确定的，因而在随机信号处理中，可以用相关函数来描述一个平稳随机信号的统计特性。
已知x(n)和y(n)是两个实数序列，它们的自相关函数,[]x x n φ、,[]y y n φ，及互相关函数,[]x y n φ分别定义为：,,,[][][][][][][][][]x x m y y m x y m n x m n x m n y m n y m n x m n y m φφφ∞=-∞∞=-∞∞=-∞=+=+=+∑∑∑ （式2） 考虑如何利用相关性从信号y 中估计反射物的距离。
回波的产生与抵消
DSP课程设计实验报告回波的产生与抵消评语：指导教师签字：日期：目录一、设计任务书 (2)二、设计内容 (2)三、设计方案、算法原理说明 (5)四、程序设计、调试与结果分析 (11)五、设计（安装）与调试的体会 (24)六、参考文献 (25)设计任务书回波是由于话音信号在电话网中传输时由于阻抗不匹配而产生的．在模拟电话里，由于二一四线转换混合线圈不平衡造成电流泄露，一部分信号能量被反射回信号源会产生回波．回波的影响因通信距离和某些网络设备的因素而加剧．在语音识别应用里，回波也会影响信号检测的准确性．尤其是在多方电话会议应用中，由于信号经过多次阻抗不匹配情况下的反复传播，回波对通信的影响会更加严重．为了去除回波的影响，现代处理回波技术主要是基于预测滤波器实现的，近端的通信设备可以采用自适应数字滤波器，根据参考信号，预测出接收信号的回波，并将回波从信号中滤除，来达到回波抵消的目的。
自适应滤波不仅能够选择信号，而且能够控制信号的特性。
自适应滤波器具有跟踪信号和噪声变化的能力，它的系数能够被一种自适应算法所修改。
利用DSP 可以实时地对信号进行自适应滤波。
本设计要求利用DSP进行信号采集和信号输出，同时对外部输入的信号进行数字滤波，完成对电话线路中较为严重的回波进行抵消，实现电话线路中通话清晰。
设计任务：对输入的语音信号产生对应的回波，使说话者能听到自己的说话声还有多重回声，类似于山谷中大声说话的效果。
然后编写自适应滤波算法程序，或调用DSPLIB中的dlms自适应滤波函数对产生的回波进行滤除，使说话者只听到自己同步的语音，而没有回声。
设计内容回声消除的基本原理是采用一个自适应滤渡器自动识别回声通道，通过自适应滤波算法的调整，使其冲激响应与实际回声路径逼近，从而得到回声预测信号y(n)，再将预测信号从近端采样的语音信号d(n)中减去，即可实现回声消除。
本实验的主要内容就是通过将过去的信号衰减延时加到现在的信号上，以产生回波，然后通过采用LMS算法设计一个自适应滤波器，将回波滤去，比较滤波前和滤波后信号的差异来衡量自适应滤波器的性能。
雷达回波信号产生
雷达回波信号产生1.线性调频信号：线性调频信号是指频率随时间而线性改变(增加或减少)的信号，是通过非线性相位调制或线性频率调制获得大时宽带宽积的典型例子。
通常把线性调频信号称为Chirp信号，它是研究最早而且应用最广泛的一种脉冲压缩信号。
线性调频信号的主要优点是所用的匹配滤波器对回波的多普勒频移不敏感，即使回波信号有较大的多普勒频移，仍能用同一个匹配滤波器完成脉冲压缩；主要缺点是存在距离和多普勒频移的耦合。
此外，线性调频信号的匹配滤波器的输出旁瓣电平较高。
单个线性调频脉冲信号的时域表达式为：其中A为脉冲幅度，f0为中心频率，μ为调频斜率。
Matlab实现：参数设置：信号产生：u=cos(2*pi*(f0*t+K*t.^2/2));仿真结果：2.多普勒频移“多普勒效应”是由奥地利物理学家Chrjstian•Doppler 首先发现并加以研究而得名的，其内容为：由于波源和接收者之间存在着相互运动而造成接收者接收到的频率与波源发出的频率之间发生变化。
多普勒频移（Doppler Shift）是多普勒效应在无线电领域的一种体现。
其定义为：由于发射机和接收机间的相对运动，接收机接收到的信号频率将与发射机发出的信号频率之间产生一个差值，该差值就是Doppler Shift。
设发射机发出的信号频率为（f 发），接收机接收到的信号频率为（f 收），发射机与接收机之间的相对运动速度为 V，C 为电磁波在自由空间的传播速度：3×10（8次方）米/秒则有如下公式：f 收＝（c±v）/λ＝f 发±v/λ＝f 发±f 移；（f 移）即为多普勒频移，（f 移）的大小取决于信号波长λ及相对运动速度 V。
对某发射机，λ是恒定的，因此相对运动速度 V 决定了频移的幅度。
Matlab实现：代码实现：仿真结果：可以从频谱结果中看出，整个信号在频谱上进行了平移。
3.回波时延：广义相对论实验检验之一。
回波的产生和消除
得到y的自相关函数的图像：
y的 自 相 关 函 数 1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
-200
-400
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
4
x 1Y0our company slogan
得到的估计结果如下：*
与设定值a=0.5， delay=0.1s相比较 ，吻合的较好。
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
frequency（ hz）
4
x 1Y0our company slogan
angle
产生的回波信号与原声音信号在时域上的图像对比： *
原信号的波形 1
0.5
amplitude
0
-0.5
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
time 回波信号的波形
4
x 10
1
0.5
amplitude
y,y[0] 1 a2 C (其中C为大于1的常数) y,y[N] a
解方程： a2 Ca 1 0
得： a C C 2 4 2
Q C 1 且a<1,
a C C2 4 2
Your company slogan
计算延时和衰减系数程序段
%--------------------------参数估计---------------------------------y_corr=xcorr(y);%回波信号序列的自相关 figure(3); plot(y_corr); title('y的自相关函数'); [h1,h1_location]=max(y_corr);%找峰值及其坐标 y_corr(h1_locationfs/21:h1_location+fs/21)=zeros(2*fs/21+1, 1); [h2,h2_location]=max(y_corr);%抹去零附近的值再找最值 N_delay=abs(h1_location-h2_location);%两个最大峰值的坐标 之差的绝对值即为时间延迟 time_delay=N_delay/fs %延迟的时间 c=h1/h2; %峰值比 a_estimated=(c-sqrt(c*c-4))/2 %估计衰减系数
第九节自旋回波的产生
第九节自旋回波的产生自旋回波（spin echo，SE）序列是MR成像的经典序列，其他序列的结构和特点均需要与SE序列进行比较。
因此在介绍其他序列和成像技术之前有必要重点介绍SE序列。
SE序列的特点就是在90︒脉冲激发后，利用180︒复相脉冲，以剔除主磁场不均匀造成的横向磁化矢量衰减。
一、180︒脉冲剔除主磁场不均匀造成的横向磁化矢量衰减在核磁弛豫一节我们提到，经射频脉冲激发后，质子群将产生宏观横向磁化矢量，射频脉冲关闭后，横向磁化矢量将开始逐渐衰减，其原因是同相位进动的质子逐渐失去相位一致。
造成质子失相位的原因有两个，一个是真正的T2弛豫，另一个为主磁场的不均匀。
为了使MR图像反映的是真正的T2弛豫对比，必须把主磁场不均匀造成的质子失相位效应剔除，所采用的办法就是利用180︒复相脉冲。
180︒复相脉冲纠正这种质子失相位的前提是主磁场的不均匀必须是恒定的，也就是说甲处的磁场强度略高于乙处，这种差别是保持不变的，这样引起甲处的质子进动频率略高于乙处，这种质子进动频率的差别也是保持不变的。
180度︒相脉冲的聚相位作用可以图19来演a.90︒脉冲后b.质子失相位c.180︒脉冲后d.质子相位重聚图19 180︒复相脉冲的聚相位作用示意图图19中，我们沿Z轴方向看XY平面的横向磁化矢量变化，假定质子的进动方向为逆时针方向（圆圈上箭头所示），且进动方向保持不变。
图19a示90︒脉冲激发后质子的横向磁化分矢量相位一致（质子1~4）。
图19b示随着时间推移，由于主磁场不均匀，质子的横向磁化分矢量逐渐失相位，到了180︒脉冲施加前的即刻，质子1进动最慢相位落在最后面，质子4进动最快，其相位走在最前面；图19c示施加180︒复相脉冲后即刻，所有质子的相位反转了180︒，即进动最慢的质子1的相位到了最前面，进动最快的质子4的相位落到最后面，我们把90︒脉冲与180︒脉冲的时间间隔称为Ti。
与施加180︒脉冲前的即刻（图19b）相比，各质子的相位先后顺序倒排，但相位的差值保持不变。
回波的产生和消除.
Vbur compBfi y slogan倩号系统«程设计之翌波的产生 估算和消哮,班级：280010SO 熔号:2800103002 址名:序I 必新主要内容模块HI利用声音信号X 产生带有回声的声音信号y (n)y(n)=x(n)+ax(n-N}代码如下: Delay^O.lc;N = fs * delay;Attcnuation.origin =0.5 % 袞减系数设为 0•百 sound(Xr f^r z = zeros(N, 1)； %构造一个N 行一列的#矩阵 y = [x; z] + Attenuation * [z; x]； sound(y, f 环 bits);何L ?B 期计純流啓：：……科祓的蹄Vbwr compsfi y ^oganHMftantii tt tr 号产i. 何)diUA 空.N 的 n•宅"SffP ； ■(n)itwrifflKrttt •通域n 栢关挂 M if 址和我碱点 Br 回波信号可以表达为在原侑号的基础上叠加其延时衰减的分:1.本 文假设只有一个回声的情况下・可简化其a 期为,•y(n}=x(n)+ax(n-N),带回波信号的产生r r r • r * f%设《延迟为O.lsVburcompany stolen产生的回波信号与原声音信号在时域上的图像对比：±<根据#的自梅关函数.希9能已经V 的自相关Sft 在两个量离点处的值来推导 thttitN 和衰的方徐 相关系《定义， -比丿川* 2- H 也•川Hm]«堀巳知的关勲 入y 的e 梅关aft 计算公氏有*. J«h S 加"1 枷IaL->a丄 M 闪刖・ nW"卜4<fwW 利• W 卜町®7” NW'I T ’R 用％k$Ww ・A]) (I )将fi=O 和n=Nir 入上比 <1)A * , O <? •^«Ka2 3 4 5 SlimoVbur coinpan y■丹 *自相关函数分析<1)8 a 4 sat*期A 「I ： r M 片62vC>l lia<Lz =c ・4^=\ I- A"|4«!«(«»— A/H/n] +o^^rw — N]C (F 4 再']}M" WI ；■W ，|pVJ 7 IM** • V|Af/n)i i4i|ivi f WU|or AfJ i ui|nv i N - iVfif m) t u'.ifm V - N}\[m ' /V) 1用（4）式比上（5）式ST 议得到一个关于•的一元二次方《 （对自相关求出 在0和N 处的《大值之后）如⑼」一Y （其屮C 为人于1的常数）aC±7C '-4自相关函数分析（续）椎毎血栋“ft …三V "叱4讪鸞瞟監恶肚黑普廈晾2 卄八 W W E ]-（）1（3）久」0曰14/妙」（”孩4)(5)r 解方程:/. cF — Ca + 1=0 0JN1得到的估4结巢址下J *与设定值3 = 0.5,delay=0・ls相比较＞吻合的较好。
信号与系统课程设计报告回波的产生与消除
回波的产生与消除一、摘要：通过信号与系统的学习，对于数字信号处理有了一定的了解。
本文基于MATLAB的简单应用，以回波最简单的线性模型进行分析。
在MATLAB上实现了回波的产生以及消除，并且讨论了不同的衰减系数和延迟量对于回波的影响。
通过计算分析输出信号的自相关函数，提出了一种基于自相关函数来估计衰减系数和延迟的方法以及在什么条件下该方法适用性较好。
关键字：回波自相关函数衰减系数延迟二、引言：回波是现代通信中影响通信质量的噪声干扰，也有测距估算等的使用价值。
本文主要通过MATLAB实现了回波的产生、消除、测量反射物的距离，并且推导了如何利用输出信号的自相关函数来估计整个系统的衰减系数和延迟量。
同时对推导的结果进行MATLAB仿真验证。
本文通过两部分进行验证，首先设定衰减系数和延时，再与估计值对比后进行分析；其次假定延迟和衰减系数是两个随机数，由MATLAB产生，再进行分析。
从而分析了衰减系数和延时对回波产生和消除的影响。
三、正文:1. 设计要求：1.1基本要求：(1) 利用声音信号x产生带有回声的声音信号y。
(2) 从带有回声的信号y中消除回声。
(3) 从y中估计反射物的距离。
1.2提高要求：(1) 利用自相关函数的定义推导如何从自相关函数中较为准确地估计延迟量和衰减系数，以及在何种情况下此种方法较好。
(2) 验证该种方法是否适用。
2．设计原理：2.1设计的理论依据：1.根据设计要求分析系统功能，掌握设计中所需理论（采样频率、采样位数的概念，采样定理；回声信号，相关性分析；数字滤波器设计原理和方法）。
2. 熟悉MATLAB的编程语言。
2.2 方案设计：1.语音信号采集：使用现成的“*.wav”格式的声音信号，44.1khz采样。
2.声音信号的读取：使用MATLAB中的wavread()函数读取，记录信号，采样率。
3.带回波信号的产生：利用MATLAB中的基本矩阵计算产生原始信号的延迟以及只有一个衰减延迟的回波信号。
雷达回波信号产生
雷达回波信号产生1.线性调频信号：线性调频信号是指频率随时间而线性改变(增加或减少)的信号，是通过非线性相位调制或线性频率调制获得大时宽带宽积的典型例子。
通常把线性调频信号称为Chirp信号，它是研究最早而且应用最广泛的一种脉冲压缩信号。
线性调频信号的主要优点是所用的匹配滤波器对回波的多普勒频移不敏感，即使回波信号有较大的多普勒频移，仍能用同一个匹配滤波器完成脉冲压缩；主要缺点是存在距离和多普勒频移的耦合。
此外，线性调频信号的匹配滤波器的输出旁瓣电平较高。
单个线性调频脉冲信号的时域表达式为：其中A为脉冲幅度，f0为中心频率，μ为调频斜率。
Matlab实现：参数设置：信号产生：u=cos(2*pi*(f0*t+K*t.^2/2));仿真结果：2.多普勒频移“多普勒效应”是由奥地利物理学家 Chrjstian•Doppler 首先发现并加以研究而得名的，其内容为：由于波源和接收者之间存在着相互运动而造成接收者接收到的频率与波源发出的频率之间发生变化。
多普勒频移（Doppler Shift）是多普勒效应在无线电领域的一种体现。
其定义为：由于发射机和接收机间的相对运动，接收机接收到的信号频率将与发射机发出的信号频率之间产生一个差值，该差值就是Doppler Shift。
设发射机发出的信号频率为（f 发），接收机接收到的信号频率为（f 收），发射机与接收机之间的相对运动速度为 V，C 为电磁波在自由空间的传播速度：3×10（8次方）米/秒则有如下公式：f 收＝（c±v）/λ＝f 发±v/λ＝f 发±f 移；（f 移）即为多普勒频移，（f 移）的大小取决于信号波长λ及相对运动速度 V。
对某发射机，λ是恒定的，因此相对运动速度 V 决定了频移的幅度。
Matlab实现：代码实现：仿真结果：可以从频谱结果中看出，整个信号在频谱上进行了平移。
3.回波时延：广义相对论实验检验之一。
回波产生原因
一、回声产生的原因在通信网络中，产生回声的原因有两类：电学回声和声学回声。
1、电学回声：在目前几乎所有的通信网络中，信号的传递都是采用4 线传输，也就是在接收和发送两个方向上，各使用两条线传输信号，其中一条是参考地，另一条是信号线。
而普通PSTN 电话用户使用的话机都是通过2 线传输的方式接入本地交换机，一条线是参考地，另一条信号线上同时传输收发双向的信号。
于是，就在本地交换机中采用2/4 线转换(hybrid)实现这两种传输方式之间的转换。
由于实际使用的2/4 线变换器中混合线圈不可能做到理想状况，总是存在一定的阻抗不匹配，不能做到将发送端和接收端完全隔离，所以从4 线一侧接收的信号总有一部分没有完全转换到2 线一侧，部分泄露到了4 线一侧的发送端，因此产生回波（红色示意），如下图所示。
这种类型的回波称为电学回波，是回波的主要来源，一般的回波抵消器主要用来消除电学回波。
2、声学回声：由于话机问题导致话机在进行放音的过程中，部分音量从收话线路中被接受，产生回声（红色示意），如下图所示。
声学回波典型现象是在空旷的山谷中高声喊叫“哟——嗬——嗬——”，就能听到远处山谷的回声，还有北京天坛的回音壁与三音石也是同样道理。
在通信网中，声学回波是因为在某些电话设备中，扬声器和传声器没有良好地隔离，发出的声音经空间多次反射回传到传声器而产生的，比如在空旷的房间或者汽车里使用免提电话就有这种情况。
从上述产生回音的原因可以看出，本端听到的回声是由对端造成的。
电学回声是本端说话的声音转换成电信号传送到对端后从对端的二四线转换器泄漏回来的；而声学回声是信号一直到达对端话机又转换成声音信号后从对方话机的麦克泄漏回来的。
二、感知回声的条件通信网中的回声主要是由于电学回声导致的，由回声产生的原理可以知道回声在电话网中总是存在的，但需要满足以下条件电话用户才能感受到回声：1、回波通路延时足够长从发话者发出声音，到回波返回发话者，所经过的时间叫做回波通路延时。