MATLAB的回波信号的产生与消除.doc

建筑大学 课 程 设 计 说 明 书 题 目：课 程：院 （部）：专 业：班 级：学生姓名： 学 号：指导教师：完成日期：2010年1月 目录 I 1设计要求 1 1.1已知技术参数和设计要求 1 1.2具体要求 1 2 设计内容和步骤 1 2.1理论依据 1 2.2信号的采集 1 2.3回声信号的产生 2 2.4从带有回声的声音信号中恢复原信号 4 2.5从带有回声的声音信号中估计反射物的距离 5 总 结 7 致 谢 8 参考文献 9 摘 要 MATLAB语言具备高效、可及推理能力强等特点,在数值计算方法、图形功能、用户界面设计编程手段和工具等方面有着重要的应用，随着MATLAB应用领域不断扩大，使其成为一种影响大、流行广的科学计算语言。 数字信号处理是一门理论与实践紧密结合的课程.做大量的习题和上机实验,有助于进一步理解和巩固理论知识,还有助于提高分析和解决实际问题的能力。近几年随着信息科学和计算机技术的迅速发展，数字信号处理的理论与应用得到飞跃式发展，MATLAB强大的运算和图形显示功能，可使数字信号处理上机实验效率大大提高。特别是它的频谱分析和滤波器分析与设计功能很强，使数字信号处理工作变得十分简单，直观。本实验就是运用MATLAB进行的数字信号处理的实验。 关键词：MATLAB；数字信号处理；频谱分析；滤波器。 1设计要求 1.1.已知技术参数和设计要求 1.2.本课程设计要求用MATLAB语言编程实现回波信号的产生与消除。 具体要求： (1)利用声音信号x产生带有回声的声音文件y。 (2)从带有回声的文件y中消除回声。 (3)从y中估计反射物的距离。 2.设计内容和步骤 2.1.理论依据 根据设计要求分析系统功能，掌握设计中所需理论（采样频率、采样位数MATLAB函数wavread()将其提取出来绘制其时域波形，对此音频信号用FFT作谱分析，用plot()函数绘制其图像。 信号采集程序如下： %声音信号的提取 [x,fs]=wavread(kz); figure(1); subplot(3,1,1); plot(x(1:4000)); title(原始信号); y=fft(x); subplot(3,1,2); plot(abs(y)); title(幅值); subplot(3,1,3); plot(angle(y)); title(相位); Sound(x,fs); 其波形图如下： 图1 2. 3回声信号的产生 在录制信号基础上产生带有回声的声音信号并绘制其时域波形，对其进行FFT频谱分析，绘制频谱图。 信号产生程序如下： %回波的产生 [x,fs]=wavread(kz); x1=x(1:4000); x2=x(1:4000); x3=x(1:4000); x1=[x1,zeros(1,1800)]; x2=[zeros(1,600),0.7*x2,zeros(1,1200)]; x3=[zeros(1,1200),0.4*x3,zeros(1,600)]; y=x1+x2+x3; figure(2); subplot(3,1,1); plot(y(1:5800)); title(回声); y1=fft(y); subplot(3,1,2); plot(abs(y1)); title(幅值); subplot(3,1,3); plot(angle(y1)); title(相位); Sound(y,fs); 其波形图如下： 图2 2. 4从带有回声的声音信号中恢复原信号 设计合适的滤波器，对带有回声的声音信号进行滤波，恢复原信号。绘制所设计滤波器的幅频和相频特性，及滤波后的信号的时域波形和频谱图。 回复信号程序如下： %回波的消除 b=1; a=zeros(1,1800); a(1)=1; a(601)=0.7; a(1001)=0.4; z1=filter(b,a,y); z2=fft(z1,4000); figure(3); subplot(3,1,1); plot(abs(z2)); title(滤波幅值 ); subplot(3,1,2); plot(angle(z2)); title(滤波相位); subplot(3,1,3); plot(z1(1:1024)); title(滤波信号); 其波图如下: 图3 2. 5从带有回声的声音信号中估计反射物的距离 采用相关分析法从带有回声的声音信号中估计反射物的距