深圳大学数字信号处理实验7

数字信号处理实验（编写 初萍）

实验7: DSP综合应用实验

一、 实验目的

1)感受完整系统的数字信号处理过程，能完成对数字信号的频谱分析、滤波、输出等功能的matlab程序编写。

2)学习、感受和理解滤波的器的作用及使用。

3)学习、感受IIR滤波器和FIR滤波器的区别。

二、 数字信号处理系统

综合本学期的数字信号处理课程，下面给出最基本的数字信号处理系统的框图：

输入DSP处理器的数字信号x(n)通常是混入了噪声的信号，进入DSP处理器后首先对输入信号进行频谱分析，观察有用信号的频率范围，然后对应频谱分析结果选择适当的滤波器对输入信号进行滤波，尽可能滤除噪声信号，并将滤波的结果输出。

三、 试验内容

本次实验旨在理解数字信号处理系统的概念，并通过对语音信号的处理的matlab程序设计编写来加深对系统的认识，要求自行设计编写matlab程序完成对自己语音的分析、加噪、处理等过程，具体任务如下：

1）录一段自己的语音信号（时间长度在5s左右），内容统一为：姓名+学号+专业（如：张三，2008130001，电子信息工程），并将所录声音格式转化成matlab可以读取的格式（如：wav格式）；

2）利用matlab读取声音文件，并播放，感觉原语音信号；

3）对自己的声音进行频谱分析，画出所录声音的时域信号及对应的频谱（FFT结果，要求横坐标为实际频率），并说明自己声音频率较集中的范围；（任务2），3）可参考实验1，实验4）

4）将读入的声音加入白噪声，播放加噪声后的声音，感受与原始声音信号的区别，对加噪声后的信号重复任务3），观察所画图的变化，并结合听到的声音效果说明原因；

提示: 加白噪声的例程（供参考）：

snr=-30;%加入噪声的分贝数（自选不同参数，并观察不同参数对应的结果）

nois=wgn(N,1,snr);%生成白噪声

y1=y0+nois;% y0为原信号，y1为加入噪声的信号

5）滤除4）中加入的白噪声，分别采用IIR滤波、FIR滤波的形式，并区别两种滤波得到的结果，要求：（1）画出所采用的IIR、FIR滤波器的频率响应；（2）分别画出IIR滤波、FIR滤波后的声音信号及对应的频谱。分别播放IIR、FIR滤波后得到的声音信号，结合画出的频谱进行分析IIR滤波、FIR滤波的区别；（本任务IIR滤波可参考实验1），FIR滤波可能涉及到的matlab函数有：fir1.

Matlab中FIR滤波器的使用（供参考）:

b =fir1(10,0.15);

y1_fir=filter(b,1,y1);

6）将读入的声音加入高频正弦信号，播放加入正弦信号的声音，并对声音重复任务任务4），5）（其中滤波可选IIR或FIR一种即可）；

加正弦信号程序参考：

t=(0:N-1)/fs;

s= cos(2*pi*f1*t)+ cos(2*pi*f2*t)+……;

y2=y0+s;

7）选做：完成录制声音的AM调制、解调，画出调制、解调得到的声音信号及其分别对应的频谱。

AM调制、解调简单原理参考：

设f(t)是调制信号，g(t)是原信号，调制信号选取正弦信号cos(2*pi*f1*t)，则有

f(t)= g(t)* cos(2*pi*f1*t)；

解调原理：

f(t)* cos(2*pi*f1*t)= g(t)* cos(2*pi*f1*t) * cos(2*pi*f1*t)= g(t)* [1+cos(4*pi*f1*t)]/2

合理设置滤波器参数，即可以完成解调，输出g(t)。