请问一个数字信号处理-关于谱分析的问题!
数字信号处理综合设计
一、实验目的
1.学会MATLAB的使用,掌握MATLAB的程序设计方法;
2.掌握在Windows环境下语音信号采集的方法;
3.掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法;
4.掌握MATLAB设计FIR和IIR数字滤波器的方法;
5.学会用MATLAB对信号进行分析和处理。
二、实验原理
参考《数字信号处理》教材。
三、主要实验仪器及材料
微型计算机、Matlab6.5教学版、TC编程环境。
四、实验内容
1.语音信号的采集
要求利用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,录制一段自己的话音,时间控制在1秒左右。然后在MATLAB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,要求理解采样频率、采样位数等概念。
wavread函数调用格式:
y=wavread(file),读取file所规定的wav文件,返回采样值放在向量y中。
[y,fs,nbits]=wavread(file),采样值放在向量y中,fs表示采样频率(Hz),nbits表示采样位数。
y=wavread(file,N),读取前N点的采样值放在向量y中。
y=wavread(file,[N1,N2]),读取从N1点到N2点的采样值放在向量y中。
2.语音信号的频谱分析
要求首先画出语音信号的时域波形;然后对语音信号进行频谱分析,在MATLAB中,可以利用函数fft对信号进行快速付立叶变换,得到信号的频谱特性;从而加深对频谱特性的理解。
3.设计数字滤波器和画出频率响应
根据语音信号的特点给出有关滤波器的性能指标:1)低通滤波器性能指标,fp=1000Hz,fc=1200 Hz, As=100dB,Ap=1dB;2)高通滤波器性能指标,fc=2800 Hz,fp=3000 Hz As=100dB,Ap=1dB;3)带通滤波器性能指标,fp1=1200 Hz,fp2=3000 Hz,fc1=1000 Hz,fc2=3200 Hz,As=100dB,Ap=1dB。要求学生首先用窗函数法设计上面要求的三种滤波器,在MATLAB中,可以利用函数fir1设计FIR滤波器,然后在用双线性变换法设计上面要求的三种滤波器;之后再利用函数butter和cheby1设计上面要求的三种IIR滤波器。最后,利用MATLAB中的函数freqz画出各滤波器的频率响应。
4.用滤波器对信号进行滤波
比较FIR和IIR两种滤波器的性能,然后用性能好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。
5.比较滤波前后语音信号的波形及频谱
要求在一个窗口同时画出滤波前后的波形及频谱。
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。
五、实验思考
1.双线性变换法中Ω和ω之间的关系是非线性的,在实验中你注意到这种非线性关系了吗?从哪几种数字滤波器的幅频特性曲线中可以观察到这种非线性关系?
2.能否利用公式完成脉冲响应不变法的数字滤波器设计?为什么?
六、实验报告要求
简述实验原理及目的。
2.按照实验步骤及要求,比较各种情况下的滤波性能。
3.总结实验所得主要结论。
4.简要回答思考题。
频谱的混叠 解决方法fs>2fh,栅栏效应,因为取点的时候只能取到整数倍的点,在非整数倍的点被舍去导致频谱想栅栏一样舍去很多点,解决方法,在频谱后增加零点,频谱的泄露,由于频谱是无限长的,但是取样只能取一部分,所以有一个有限长的频谱去逼近原先的频谱,解决方法有窗函数的加权技术使副瓣所占减少,或者窗函数的加权技术使频谱中非连续部分减少。。。。
我不知道做的对不对啊 都毕业一年了 忘得差不多了 下面的仅供你参考(1)觉得那个调制信号频率应该就是频率分辨率,也就是可分辨两个频率的最小间距,意思是说如果信号频率中两个频率相差小于100HZ的话,调制器是无法解调出的,这两个频率分量在频谱图上也就分辨不出来了,由fm=1/Tp,可得Tp=1/fm,所以Tpmin>=1/fm=0.1s
(2)按频率采样理论,采样频率必须大于两倍的最高频率,才能不失真的恢复出原信号频率,在这里最高频率应该就是载波频率,和调制频率无关,所以fsmin=2fc=2×1khz=2khz
(3)由频谱分辨率F=采样频率f/采样点数N,知,N=f/F,而f>=2fc
所以Nmin=2fc/F=2khz/100hz=20
我不敢确保百分百正确啊,不对的地方也恳请高人指教,希望我的解答能够帮助你啊,大家共同进步,谢谢!!
按fs等于二倍的信号频率
好多年前的课了,基本都还老师了
印象里,你应该用载波计算,调制后的信号就不存在100Hz了,只存在1KHz
数字信号处理的简单问题
首先弄清定义:输入输出的运算关系不随时间而变化的系统是不变系统。输入指x(n),输出指y(n),时间就用n来表示。对于你问的第一个系统,当时间为n时,运算关系就是y(n)的值等于x(n)关于0点对称的值x(-n)。当时间变为n+a时,y(n+a)=x(-n+a)而不是x(-n-a),不再关于0点对称,...
数字信号处理问题:
<math> \\Im(a_0) = 0 \\quad \\mbox \\quad a_k = \\overline \\quad \\mbox k=1,2,\\dots,n. <\/math> 若n 是偶数,则an\/2是实数。实数序列的离散傅里叶变换是Hermite序列。反之,一个Hermite序列的逆离散傅里叶变换是实序列。共轭相等:复数的摩相等,虚数互为相反数 ...
请问一个数字信号处理-关于谱分析的问题!
(1)觉得那个调制信号频率应该就是频率分辨率,也就是可分辨两个频率的最小间距,意思是说如果信号频率中两个频率相差小于100HZ的话,调制器是无法解调出的,这两个频率分量在频谱图上也就分辨不出来了,由fm=1\/Tp,可得Tp=1\/fm,所以Tpmin>=1\/fm=0.1s(2)按频率采样理论,采样频率必须大于两倍的最高频率,才能不失...
关于数字信号处理的问题
折叠频率ωs\/2就是π,按照奈奎斯特采样定理,频率特性只能限制在折叠频率以内,也就是ωs\/2=π以内,因此π处是高频,再由于数字域的周期性,在和0频关于π对称的2π处也是低频。参考程佩青《数字信号处理教程(第三版)》第六章 无限长单位冲击响应数字滤波器的设计方法6.1引言,其中的图示很明了。
关于数字信号处理的问题
第二个目的是,一般的数字信号频率很低,难以传送很远的距离,要远距离输送,必须用调制。你的理解错误:数字信号调制后,由于高频载波是模拟的,所以实质上的信号也是连续变化的,是一种模拟信号。单纯数字信号传输,有,但比较少,而且作用距离很近。高频数字载波可以做,不过有难度,因为高频率情况下,...
数字信号处理课程问题?
1.序列值的绝对值的平方 求和=E=1+4+9+16=30,没有答案;2.δ(n)为有限长,傅里叶变换=1,10点DFT就是0~2pi上采样,每个点X()=1 3.此题必须要求x(n)y(n)都是长度小于等于4才行。x(n)是实部,其X(k)=[F(k)+F*(-k)]\/2,*为共轭,即共轭偶堆成分量;jY(k)=[F(k)-F*...
几个关于数字信号处理的问题请教下高手,好了可以加分。
1.对。属于混合相位系统。最小相位系统:一个离散系统的H(z)的极点与零点全都在单位圆内 最大相伴系统:零点全部在单位圆外 混合相位系统:零点在单位圆内、外都有 2.感觉是对的,因为频谱图都是对称的。3.错。频谱分辨率定义:连续信号FT: Δf=1\/T(T为信号长度)离散时间信号DTFT:Δf=fs\/...
数字信号处理问题——滤波器
我是学数字信号处理的。应该选:A因为奈奎斯特采样定理要求采样率要高于带限信号频谱带宽的2倍。当信号是低频信号时,频率分量在0频率附近,设其最高频率为fH,则当一个理想低通滤波器的截止频率f大于采样频率Fs的一半(即奈奎斯特频率),就可以把信号无失真的恢复出来。对于带宽为BW的带通信号来说,...
数字信号处理问题,期待详细解答 用什么公式变成数字频率啊
2.Fs=1\/T,Fs=(1\/62.5)×1000000,归一化频率F=625\/Fs,Wk=F\/2pi=k\/N;n有一千个点可求出对应比例k值,由DFT可求出频率响应!不知理解对不对,望指正!
数字信号处理问题
本课程重点讨论确定性数字信号的处理,在此基础上,对随机信号处理进行研究。其主要内容有:(1)离散傅里叶变换(DFT):DFT基本理论、基本方法、基本性质,利用循环卷积计算线性卷积方法。快速傅里叶变换(FFT)方法。运用FFT对信号进行谱分析,运用FFT计算线性卷积;(2)数字滤波器原理和设计方法:数字...
诸葛房金维:[答案] 假设模拟信号的最高频率为fr=1khz,要求分辨率F=100hz,用FFT对其进行谱分析. 试问: (1)最小记录时间是多少? 由分辨率为 100Hz 可得: 其最小记录时间为 1/100Hz =0.01s (2)最大采样间隔是多少? 由信号的最高频率fr=1kHz 可得 :其最 ...
宁海县18598333292: 数字信号处理 对连续信号进行谱分析与DIFT、FFT有什么联系和区别? - ?
诸葛房金维: 频谱分析是把频率分解,如:FFT,是傅里叶变换,虽然也是和频率相关,就是像一组放大镜,把其精细部分和模糊部分分开,即就是高频成分为精细部分,低频成分为模糊部分,就像照片进行FFT之后,就会看到精细部分和模糊部分.
宁海县18598333292: 在对模拟信号进行数字谱分析的过程中,分别需要对信号进行哪些处理? - ?
诸葛房金维: 1、确定有用信号的频带,在采样之前进行必要的幅度调整和滤波;2、根据精度要求和信号频率确定是否需要采样保持(一般是需要采样保持的);3、确定采样频率,选合适的AD转换器进行AD转换.
宁海县18598333292: 两道数字信号处理的题,一.已知信号的最高频率为1.25kHz,利用基2分解的FFT对信号进行谱分析,要求频率采样间隔为5Hz,求:1.最大时间采样间隔 2.信... - ?
诸葛房金维:[答案] 一、1.Tmax=1/(2*1.25k)= 0.4 ms 2.Tp=1/F[分辨率]=1/5=0.2 s 3. 0.2s/0.4ms=500,但是基2,需要512点=2^9 二在教材里有;
宁海县18598333292: 对一个未知信号进行频谱分析,请问Fs应该如何取值 - ?
诸葛房金维: 在看似杂乱无章的信号中,找出一定振幅、相位、频率的基本的正弦(余弦)信号中,振幅较大(能量较高)信号对应的频率,从而找出信号的主要振动频率特点.如减速机故障时,通过频谱分析,根据各级齿轮转速,齿数与杂音频谱中振幅大的对比,可以快速判断哪级齿轮损伤.信号谱分析是数字信号处理的重要内容,对确定的信号其时 域表示是确定的,其频谱可以通 过傅立叶变换得到.但在实际应用中,携带信息的信号本质上都是随机的,随机信号不能用 确定的时间函数表示,只能用概率分布函数、概率密度函数或统计平均特性来描述.通常把 随机信号看作无限长度和无限能量的功率信号,由于不满足绝对可积,其傅立叶变换不存在 ,因此只能研究其功率在频域的分布,即功率谱或功率谱密度.
宁海县18598333292: 如何理解实时频谱分析的含义 - ?
诸葛房金维: 对信号进行频谱分析的原因: 在看似杂乱无章的信号中,找出一定振幅、相位、频率的基本的正弦(余弦)信号中,振幅较大(能量较高)信号对应的频率,从而找出信号的主要振动频率特点.如减速机故障时,通过频谱分析,根据各级齿轮转...
宁海县18598333292: 数字信号处理作业,模拟信号频谱分析?
诸葛房金维: 傅里叶变化 或者是采样后fft
宁海县18598333292: 分析数字做什么方法 - ?
诸葛房金维: 数字谱分析是用数学方法求信号的离散谱以DFT和滤波理论为基础的, 学科是数字信号处理,谱分析是应用. 谱分析 在频域中描述信号特性的一种分析方法,不仅可用于确定性信号,也可用于随机性信号.所谓确定性信号可用既定的时间函数来表示,它在...
宁海县18598333292: 离散傅里叶级数系数有什么物理意义 - ?
诸葛房金维: 离散傅里叶级数系数的物理意义:傅立叶变换是以时间为自变量的信号和以频率为自变量的频谱函数之间的一种变换关系.由于自变量时间和频率可以是连续的,也可以是离散的,因此可以组成几种不同的变换对 非周期的连续时间,连续频率---...
宁海县18598333292: 如何用matlab对正弦信号进行数字谱分析 - ?
诸葛房金维: 下面matlab程序,按照你的要求编写的. fs=100;N=200; lag=100; %randn('state',0); %设置产生随机数的初始状态(噪声) n=0:N-1;t=n/fs; x1=sin(2*pi*10*t)+2*sin(2*pi*15*t) y=fft(x1,N); %计算频谱 mag=abs(y); f=n*fs/N; figure(1) subplot(2,2,1),...