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《信号与系统》课程研究性学习手册
姓名 史亦南
学号
同组成员 李论
李嘉艺
张泽雅
指导教师 魏杰
时间 2011/11/20
信号的时域分析专题研讨
【目的】
(1) 掌握基本信号及其特性,了解实际信号的建模。
(2) 掌握基本信号的运算,加深对信号时域分析基本原理和方法的理解,并建立时频之间的感性认识。
(3) 学会仿真软件MATLAB的初步使用方法,掌握利用MATLAB进行信号表示和信号运算。
【研讨内容】
题目1:基本信号的产生,语音的读取与播放
生成一个正弦信号,改变正弦信号的角频率和初始相位,观察波形变化,并听其声音的变化。
生成一个幅度为1、基频为2Hz、占空比为50%的周期方波。
观察一定时期内的股票上证指数变化,生成模拟其变化的指数信号。
分别录制一段男声、女声信号,进行音频信号的读取与播放,画出其时域波形。
【温馨提示】
(1)利用MATLAB函数 (file)读取.wav格式文件。
利用MATLAB函数 sound(x, fs)播放正弦信号。
和,分别用MATLAB的内部函数和表示,其调用形式为、。
【仿真程序】
(1)
正弦信号:
A=1;w0=2*pi;phi=pi/4;
t=0:0.001:8;
xt=A*sin(w0*t+phi);
plot(t,xt);
sound(xt)
改变角频率:
A=1;w0=20*pi;phi=pi/4;
t=0:0.001:2
xt=A*sin(w0*t+phi);
plot(t,xt);
sound(xt)
改变初相位:
A=1;w0=2*pi;phi=pi/2;
t=0:0.001:8;
xt=A*sin(w0*t+phi);
plot(t,xt);
sound(xt)
(2)
周期方波:
t=0:0.0001:5;
A=1;w0=2;
ft=A*square(w0*t,50);
plot(t,ft)
axis([0,5,-1.5,1.5])
(3)
一段时期的股市变化如下图:
选用指数信号来模拟变化,程序如下:
A=2400;a=0.07;
t=0:0.001:12;
y=A*exp(a*t);
plot(t,y);
(4) %音频的读取与播放(男声与女声)
[y,fs,nbtis]=wavread(e:\b.wav);
wavplay(y,fs);
subplot(2,1,1);
plot(y);
title(男声)
[y,fs,nbtis]=wavread(e:\g.wav);
wavplay(y,fs);
subplot(2,1,2);
plot(y);
title(女声)
【仿真结果】
(1) 生成一个正弦信号,改变正弦信号的角频率和初始相位,观察波形变化;
(1)正弦信号
(2)改变角频率:
(3)改变初相位:
(2) 生成一个幅度为1、基频为2Hz、占空比为50%的周期方波;
(3)观察一定时期内的股票上证指数变化,生成模拟其变化的指数信号;
(4)
【结果分析】
随着信号角频率的变化,波形压缩或扩展,声音变尖急促或变低沉缓慢;
男声波形较宽,女声波形窄尖.
提示:应从以下几方面对结果进行分析:
(1) 随着正弦信号角频率的变化,其波形有什么变化,听到的声音又有变化?它们之间有什么关系?
(2) 男声和女声信号的时域波形有什么区别?
【自主学习内容】
函数调用语句;音频信号读取与播放函数。
【阅读文献】
百度文库
《信号与系统》陈后金主编
【发现问题】 (专题研讨或相关知识点学习中发现的问题):
根据声音信号的什么特征能有效区分出男声和女声?
频率。
【问题探究】
声音信号的频率,振幅(响度)
题目2:信号的基本运算(语音信号的翻转、展缩)
将原始音频信号在时域上进行延展、压缩,
将原始音频信号在时域上进行幅度放大与缩小,
将原始音频信号在时域上进行翻转,
【题目分析】
利用信号的基本变换特征进行编程
【仿真程序】
原信号:
1、0.1倍压缩
2、5倍延展
3、幅度放大至2倍
4、幅度缩小原来的0.5倍
5、信号翻
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