完整的数字滤波器设计报告

一、课程设计的内容

录制一段个人自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；给定滤波器的性能指标，采用窗函数法和双线性变换设计滤波器，并画出滤波器的频率响应；然后用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化；回放语音信号；最后，设计一个信号处理系统界面。

二、课程设计的要求与数据

1、学生能够根据设计内容积极主动查相关资料;

2、紫砂饮水机滤波器的性能指标可以根据实际情况作调整;

3、对设计结果进行独立思考和分析;

4、设计完成后,要提交相关的文档;

1)课程设计报告书(纸质和电子版各一份,具体格式参照学校课程设计管理规定),报告内容要涵

盖设计过程、频谱图的分析.

2)可运行的源程序代码(电子版)

5、在基本要求的基础上,学生可以根据个人对该课程设计的理解,添加一些新的内容;

6、详细设计要求参照<<数字信号处理>>课程设计指导手册.

三、课程设计应完成的工作

1、语音信号的采集;

2、防盗螺母语音信号的频谱分析;

3、数字滤波器的设计;

4、对语音信号进行滤波处理;

5、对滤波前后的语音信号频谱进行对比分析;

四、课程设计进程安排

防刺手套线圈电磁铁软件打包

序号	设计各阶段内容	地点	起止日期
1	熟悉Matlab程序设计方法,了解数字信号处理工具箱使用	工学一号楼404	十七周周一
2	分析题目,设计程序框图,编写程序代码	工学一号楼404	十七周周二、三
3	上机调试程序,修改并完善设计,并完成设计报告	工学一号楼404	十七周周四、五

五、应收集的资料及主要参考文献

1，数字滤波器设计方法；

2，《数字信号处理及MATLAB实现》余成波杨如民等编著清华大学出版社出版

3，《数字信号处理教程》程佩青清华大学出版社出版

发出任务书日期： 2008 年 12 月 22 日指导教师签名：

计划完成日期： 2008 年 12 月 26 日基层教学单位责任人签章：

主管院长签章：

一、设计题目

应用Matlab对语音信号进行频谱分析及滤波

钼板坯二、设计目的

为了巩固所学的数字信号处理理论知识，使学生对信号的采集、处理、传输、显示和存储等有一个系统的掌握和理解，安排了以下的课程设计的内容：

三、设计内容

2．1语音信号的采集

要求学生利用Windows下的录音机，录制一段自己的话音，时间在1 s内。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。通过wavread函数的使用，学生很快理解了采样频率、采样位数等概念。

2．2语音信号的频谱分析

要求学生首先画出语音信号的时域波形；然后对语音号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性，从而加深学生对频谱特性的理解。

2．3设计数字滤波器和画出其频率响应

给出各滤波器的性能指标：

(1)低通滤波器性能指标fb＝1 000 Hz，fc＝1 200 Hz，As＝100 dB，Ap＝1 dB。

(2)高通滤波器性能指标fc＝4 800 Hz，fb＝5 000 Hz As＝100 dB，Ap＝1 dB。

(3)带通滤波器性能指标fb1＝1 200 Hz，fb2＝3 000 Hz，fc1＝1 000 Hz，fc2＝3 200 Hz，As＝100 dB，Ap＝1 dB。

要求学生用窗函数法和双线性变换法设计上面要求的3种滤波器。在Matlab中，可以利用函数fir1设计FIR滤波器，可以利用函数butte，cheby1和ellip设计IIR滤波器；利用Matlab中的函数freqz画出各滤波器的频率响应。

2．4用滤波器对信号进行滤波

要求学生用自己设计的各滤波器分别对采集的信号进行滤波，在Matlab中，FIR滤波器利用函数fftfilt对信号进行滤波，IIR滤波器利用函数filter对信号进行滤波。

2．5比较滤波前后语音信号的波形及频谱

要求学生在一个窗口同时画出滤波前后的波形及频谱。

2．6回放语音信号

在Matlab中，函数sound可以对声音进行回放。其调用格式：sound(x，fs，bits)；可以感觉滤波前后的声音有变化。

2．7设计系统界面

为了使编制的程序操作方便，要求有能力的学生，设计处理系统的用户界面。在所设计的系统界面上可以选择滤波器的类型，输入滤波器的参数，显示滤波器的频率响应，选择信号等。

四、设计结果分析

代码：

一、语音信号的采集

[y,fs,bits]=wavread('j.wav',[1024 63500]);

sound(y,fs,bits);

二、语音信号的频谱分析

Y=fft(y,4096);

figure(1);

plot(y);title('语音信号的时域波形');

figure(2);

plot(abs(Y));title('语音信号的频谱特性');

IIR数字滤波器

低通

clear;close all;

[y,fs,bits]=wavread('j.wav',[1024 63500]);

Y=fft(y,4096);

fb=1000;fc=1200;As=100;Ap=1;fs=22050;

wc=2*fc/fs; wb=2*fb/fs;

[n,wn]=ellipord(wc,wb,Ap,As);

[b,a]=ellip(n,Ap,As,wn);

figure(1);

freqz(b,a,512,fs);

x=filter(b,a,y);

X=fft(x,4096);

figure(2);

subplot(2,2,1);plot(y);title('滤波前信号波形');

subplot(2,2,2);plot(abs(Y));title('滤波前信号频谱');

Subplot(2, 2 ,3);plot(x);title('滤波后信号波形');

Subplot(2, 2 ,4);plot(abs(X));title('滤波后信号频谱');

sound(x,fs,bits);

IIR 高通

wp=2*pi*4800/18000;wr=2*pi*5000/18000;Ap=1;Ar=15;T=1

[N,wn]=buttord(wp/pi,wr/pi,Ap,Ar);

[b,a]=butter(N,wn,'high');

[db,mag,pha,grd,w]=freqz_m(b,a);

subplot(211);plot(w/pi,mag);title('数字巴特沃茨高通滤波器幅度响应|Ha(J\Omega)|');

subplot(212);plot(w/pi,db);title('数字巴特沃茨高通滤波器幅度响应(db)');

[y,Fs,nbite]=wavread('j.wav',[1024 63500]);

Y=fft(y,4096);

x=filter(b,a,y);

X=fft(x,4096);

figure(3)

subplot(211);plot(y);title('原时域波形');

subplot(212);plot(x);title('滤波后信号波形');

figure(4)

subplot(211);plot(abs(Y));title('原频谱频谱');

subplot(212);plot(abs(X));title('滤波后信号频谱');

本文发布于:2024-09-23 03:25:30，感谢您对本站的认可！

本文链接：https://www.17tex.com/tex/1/167948.html

上一篇：数字滤波器的设计实验

下一篇：双线性变换法设计数字切比雪夫带通IIR滤波器

标签：信号设计语音进行频谱

留言与评论（共有 0 条评论）