用matlab对信号进行频谱分析及滤波

华东交通大学课程设计（论文）任务书专业xxx班级xx姓名xxx一、课程设计（论文）题目应用Matlab对信号进行频谱分析及滤波二、课程设计（论文）工作：自xxx年x月x日起至xxx年x月x日止。三、课程设计（论文）的内容要求：学生签名：20年月日课程设计（论文）评阅意见评阅人职称20年月日序号项目等级优秀良好中等及格不及格1课程设计态度评价2出勤情况评价3任务难度评价4工作量饱满评价5任务难度评价6设计中创新性评价7论文书写规范化评价8综合应用能力评价综合评定等级目录设计过程步骤（5）2.1语音信号的采集（5）2.2语音信号的频谱分析（6）2.3设计数字滤波器和画出其频谱响应（7）2.4用滤波器对信号进行滤波（9）2.5滤波器分析后的语音信号的波形及频谱（10）●心得和经验(11)●参考文献………………………………………………(12)设计过程步骤2.1语音信号的采集我们利用Windows下的录音机，录制了一段开枪发出的声音，时间在1s内。接着在C盘保存为WAV格式，然后在Matlab软件平台下．利用函数wavread对语音信号进行采样，并记录下了采样频率和采样点数，在这里我们还通过函数sound引入听到采样后自己所录的一段声音。通过wavread函数和sound的使用，我们完成了本次课程设计的第一步。其程序如下：[x,fs,bite]=wavread('c:\alsndmgr.wav',[100020000]);sound(x,fs,bite);2.2语音信号的频谱分析首先我们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，我们利用函数fft对信号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性性。到此，我们完成了课程实际的第二部。其程序如下：n=1024;subplot(2,1,1);y=plot(x(50:n/4));gridon;title('时域信号')X=fft(x,256);subplot(2,1,2);plot(abs(fft(X)));gridon;title('频域信号');运行程序得到的图形：2.3设计数字滤波器和画出其频谱响应紧接着着我们做了一个数字滤波器：采样频率10Hz，通带截止频率fp=3Hz，阻带截止频率fs=4Hz通带衰减小于1dB，阻带衰减大于20dB，我们主要使用双线性变换法由模拟滤波器原型设计数字滤波器。程序最后我们还利用Matlab中的函数freqz画出了该滤波器的频率响应。其程序如下：%采样频率10Hz，通带截止频率fp=3Hz，阻带截止频率fs=4Hz%通带衰减小于1dB，阻带衰减大于20dB%使用双线性变换法由模拟滤波器原型设计数字滤波器T=0.1;FS=1/T;fp=3;fs=4;wp=fp/FS*2*pi;ws=fs/FS*2*pi;Rp=1;%通带衰减As=20;%阻带衰减%频率预畸OmegaP=(2/T)*tan(wp/2);%PrewarpPrototypePassbandfreqOmegaS=(2/T)*tan(ws/2);%PrewarpPrototypeStopbandfreq%设计butterworth低通滤波器原型N=ceil((log10((10^(Rp/10)-1)/(10^(As/10)-1)))/(2*log10(OmegaP/OmegaS)));OmegaC=OmegaP/((10^(Rp/10)-1)^(1/(2*N)));[z,p,k]=buttap(N);%获取零极点参数p=p*OmegaC;k=k*OmegaC^N;B=real(poly(z));b0=k;cs=k*B;ds=real(poly(p));%双线性变换[b,a]=bilinear(cs,ds,FS);%绘制结果freqz(b,a,512,FS);运行程序得到的图形：2.4用滤波器对信号进行滤波我们做的是IIR滤波器，所以我们利用函数filter对信号进行滤波。其程序如下：z=filter(b,a,x);subplot(2,1,1);plot(z);title('滤波后信号波形');Z=fft(z,256);subplot(2,1,2);plot(abs(Z));title('滤波后信号频谱');2.5滤波器分析后的语音信号的波形及频谱运行2.4程序得到滤波后的语音信号的波形及频谱图如下：心得和经验对录音的采集后，需要保存在C盘根目录下，否则用Matlab读取音频文件读取不了。其余操作只要输入函数按确定键得出图形后，保存就行。参考文献[1]谢希仁.计算机网络（第五版）[M].北京：电子工业出版社，2008年2月[2]胡小强计算机网络[M]北京：北京邮电大学出版社2005年1月致谢