北邮DSP软件实验报告.docx

MATLAB软件仿真实验报告姓 名：________ ___________学 号：______201321099X_________班 级：______201321120X_________学 院：_____电子工程学院________专 业：____电子科学与技术_______目 录实验一：数字信号的 FFT 分析21.实验内容及要求22.实验目的23.实验代码34.实验截图4实验二： DTMF 信号的编码51．实验内容及要求52．实验目的63.实验代码64.实验截图9实验三：FIR 数字滤波器的设计和实现141.实验内容及要求：142.实验目的153.实验代码154.实验截图17四、实验总结18实验一：数字信号的 FFT 分析1.实验内容及要求(1) 离散信号的频谱分析： 设信号此信号的0.3pi 和 0.302pi两根谱线相距很近，谱线 0.45pi 的幅度很小，请选择合适的序列长度 N 和窗函数，用 DFT 分析其频谱，要求得到清楚的三根谱线。(2) DTMF 信号频谱分析用计算机声卡采用一段通信系统中电话双音多频（DTMF）拨号数字 0～9的数据，采用快速傅立叶变换（FFT）分析这10个号码DTMF拨号时的频谱。 2.实验目的通过本次实验，应该掌握：(a) 用傅立叶变换进行信号分析时基本参数的选择。 (b) 经过离散时间傅立叶变换（DTFT）和有限长度离散傅立叶变换（DFT） 后信号频谱上的区别，前者 DTFT 时间域是离散信号，频率域还是连续的，而 DFT 在两个域中都是离散的。(c) 离散傅立叶变换的基本原理、特性，以及经典的快速算法（基2时间抽选法），体会快速算法的效率。(d) 获得一个高密度频谱和高分辨率频谱的概念和方法，建立频率分辨率和时间分辨率的概念，为将来进一步进行时频分析（例如小波）的学习和研究打下基础。(e) 建立 DFT 从整体上可看成是由窄带相邻滤波器组成的滤波器组的概念，此概念的一个典型应用是数字音频压缩中的分析滤波器，例如 DVD AC3 和MPEG Audio。3.实验代码频谱分析：clf;close all;%关闭所有图形窗口N=1000;%DFT点数n=[1:1:N];x=0.001*cos(0.45*n*pi)+sin(0.3*n*pi)-cos(0.302*n*pi-pi/4);y=fft(x,N);mag=abs(y);%对FFT结果求模w=2*pi/N*[0:1:N-1]; %数字角频率wsubplot(2,1,1);%将图形窗分为2行1列stem(n,x,.);%画脉冲图title(时域);xlabel(n);ylabel(x(n));subplot(2,1,2);stem(w/pi,mag);%归一化角频率axis([0 0.5 0 2]);%控制坐标范围以使谱线幅度合适title(1000点DFT);xlabel(数字频率);ylabel(X(k));grid on;DTMF频谱分析：[x,fs,bits]=wavread(mjl_num.wav);%从当前目录下读取声音文件N=1:1:fs;%取样点数subplot(2,1,1);plot(x);%画出时域波形title(时域声音波形);xlabel(n);ylabel(x(n));n=2*fs;%奈奎斯特取样xk=fft(x,n);k=0:1:n-1;w=2*pi/n*k;%数字角频率subplot(2,1,2);stem(w/pi,abs(xk),.);%归一化角频率title(频谱);xlabel(数字频率);ylabel(幅度);axis([0 2 0 1200]);4.实验截图实验二： DTMF 信号的编码1．实验内容及要求1）把您的联系电话号码 通过DTMF 编码生成为一个 .wav 文件。技术指标：根据 ITU Q.23 建议，DTMF 信号的技术指标是：传送/接收率为每秒 10 个号码，或每个号码 100ms。每个号码传送过程中，信号存在时间至少 45ms，且不多于 55ms，100ms 的其余时间是静音。在每个频率点上允许有不超过 ±1.5% 的频率误差。任何超过给定频率 ±3.5% 的信号，均被认为是无效的，拒绝接收。（其中关键是不同频率的正弦波的产生。可以使用查表方式模拟产生两个不同频率的正弦波。正弦表的制定要保证合成信号的频率误差在±1.5%以内，同时使取样点数尽量少）2）对所生成的DTMF文件进行解码。DTMF 信号解码可以采用 FFT 计算 N 点频率处的频谱值，然后估计出所拨号码。但 FFT计算了许多不需要的值，计算量太大，而且为保证频率分辨率，FFT的点数较大，不利于实时实现。因此，FFT 不适合于 DTMF 信号解码的应用。由于只需要知道 8 个特定