数字信号处理--综合实验.pdf
一、语音数字滤波系统设计
1.原理
实验中所需理论包括采样定理、时域信号的FFT分析及数字滤波器设计原理和方法
采样定理：在进行模拟/数字信号的转换过程中，当采样频率f大于等于信号最高截止
s
频率f的2倍时，即：f2f，则采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，
hsh
一般实际应用中保证采样频率为信号最高截止频率的5～10倍；采样定理又称奈奎斯特定
理。
2.任务
试编制一MATLAB或LabVIEW程序，实现语音数字滤波系统的用户界面设计，在所设计的
系统界面上完成的功能包括：
（1）对于任意的语音信号进行采样并对加入加性噪声的信号作频谱分析；
（2）通过频谱分析选择合适的滤波器性能指标，设计合适的数字滤波器，并对含噪音
的语音信号进行数字滤波，得出滤波器的时域波形和频谱；
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对滤波前后的声
（3），；，
音进行比较。
3.思考题
（1）试分析各种不同类型滤波器的性能。
（2）试分析语音信号中的低频、中频和高频成分的特点及适合采用的滤波器类型。
二、音频信号处理系统设计
1.原理
实验中所需理论包括采样定理（可参照语音数字滤波系统设计）、时域信号的FFT分析、
AM调制解调原理及IIR巴特沃斯滤波器和FIR窗函数法滤波器设计原理和方法。
调制，就是用一个信号（原信号也称调制信号）去控制另一个信号（载波信号）的某个
参量，从而产生已调制信号；解调则是相反的过程，即从已调制信号中恢复出原信号。
幅度调制（AM）是用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的规律变化，其
它参数不变。
假设调制信号m(t)的平均值为0，将其叠加一个直流偏量A后与载波相乘即可形成调
0
幅信号S(t)。其时域表示式为
AM
S(t)[Am(t)]cost
AM0c
式中：cost为载波信号；A为外加的直流分量；m(t)可以是确知信号，也可以是
c0
随机信号。
2.任务
试编制MATLAB或LabVIEW程序，实现音频信号处理系统的GUI用户界面设计，在所设计的
系统界面上完成的功能包括以下各个实验的输出波形和频谱：
（1）利用Windows下的录音机设备录制一段音乐信号或采用其它软件截取一段音乐信
号，观察音乐信号的音谱和频谱（要求时间不超过5s，文件格式为wav格式）；
（2）观察音乐信号频率上限，选择适当的抽取间隔对信号进行采样，给出采样后音乐
信号的波形和频谱，并解释现象（要求是代表混叠和非混叠的两种采样间隔）；
（3）观察音乐信号频率上限，选择适当两种高、低频率对信号进行幅度调制（AM）；
（4）设计IIR巴特沃斯滤波器和窗函数法的FIR滤波器，并实现同步解调，并给出输出
波形和解释现象；
（5）对音乐信号叠加噪声，观察噪声信号的频谱及加噪后音乐信号的音谱及频谱，并
设计合适的滤波器去噪，观察去噪后的音谱和频谱；
3.思考题
1.试分析IIR数字滤波器与FIR数字滤波器的性能比较。
2.试分析音乐信号的幅度与相位特征对信号有哪些影响？
三、数字音效处理器的设计
1.目标
1．掌握Matlab的基本编程语句；