【正文】 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 設(shè)計(jì)名稱： MATLAB 課程設(shè)計(jì) 系 別： 學(xué)生姓名： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 成 績(jī)： 指導(dǎo)教師： 開(kāi)課時(shí)間 : 2021 至 2021 學(xué)年第 2 學(xué)期 MATLAB 語(yǔ)音信號(hào)的采集與處理 一 、實(shí)踐的目的和要求 軟件功能簡(jiǎn)介 MATLAB 是由美國(guó) mathworks 公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多 強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（如 C、 Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。 MATLAB 可以進(jìn)行 矩陣 運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語(yǔ)言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào) 處理與通訊、 圖像處理 、 信號(hào)檢測(cè) 、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。 MATLAB 的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用 MATLAB 來(lái)解算問(wèn)題要比用 C， FORTRAN 等語(yǔ)言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多，使 MATLAB 成為一 個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。 MATLAB特點(diǎn)： 1) 高效的數(shù)值計(jì)算及符號(hào)計(jì)算功能 ,能使用戶從繁雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算分析中解脫出來(lái) 。 2) 具有完備的圖形處理功能 ,實(shí)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果和編程的可視化 。 3) 友好的用戶界面及接近數(shù)學(xué)表達(dá)式的自然化語(yǔ)言 ,使學(xué)者易于學(xué)習(xí)和掌握 。 4) 功能豐富的應(yīng)用工具箱 ,為用戶提供了大量方便實(shí)用的處理工具 。 MATLAB與其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言相比，它有很多的優(yōu)點(diǎn)： ① 友好的工作平臺(tái)和編程環(huán)境 ② 簡(jiǎn)單易用的程序語(yǔ)言 ， 運(yùn)算符豐富， 語(yǔ)言簡(jiǎn) 潔緊湊，使用方便靈活，庫(kù)函數(shù)極其豐富。 ③ 強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力 ， MATLAB既具有結(jié)構(gòu)化的控制語(yǔ)句（如 for循環(huán)、 while循環(huán)、 break語(yǔ)句和 if語(yǔ)句），又有面向?qū)ο缶幊痰奶匦浴? ④ 應(yīng)用廣泛的模塊集合工具箱 ⑤ 語(yǔ)法限制不嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度大。 ⑥ 程序的可移植性很好，基本上不做修改就可以在各種型號(hào)的計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)上運(yùn)行。 ⑦ 出色的圖形處理功能 ⑧ 實(shí)用的程序接口和發(fā)布平臺(tái) （ 1） 有利于基礎(chǔ)知識(shí)的理解 通過(guò)《 MATLAB 及在電子信息類（課程中的應(yīng)用） 》的學(xué)習(xí)， 我 掌握了MATLAB 的一些基本知識(shí)和用法，對(duì)我以后的學(xué)習(xí)帶來(lái)方便。 （ 2） 有利于邏輯思維的鍛煉 程序設(shè)計(jì) 是公認(rèn)的、最能直接有效地訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的學(xué)科之一。即使一個(gè)簡(jiǎn)單的程序，從任務(wù)分析、確定算法、界面布局、編寫(xiě)代碼到調(diào)試運(yùn)行，整個(gè)過(guò)程學(xué)生都需要有條理地構(gòu)思，這中間有猜測(cè)設(shè)想、判斷推理的抽象思維訓(xùn)練，也有分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、預(yù)測(cè)目標(biāo)等能力的培養(yǎng)。 （ 3） 有利于與其他學(xué)科的整合 在程序設(shè)計(jì)中，我們可以解決其它學(xué)科有關(guān)問(wèn)題，也利用其它課程的有關(guān)知識(shí)來(lái)解決 MATLAB 中比較抽象很難理解的知識(shí)。在 MATLAB 課中整合其它學(xué)科的知識(shí)，發(fā)揮 MATLAB 的優(yōu)勢(shì)。 （ 4） 有利于治學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)。 課程 設(shè)計(jì)中，語(yǔ)句的語(yǔ)法和常量變量的定義都有嚴(yán)格的要求，有時(shí)輸了一個(gè)中文標(biāo)點(diǎn)、打錯(cuò)了一個(gè)字母，程序無(wú)法正常運(yùn)行。因此，程序設(shè)計(jì)初學(xué)階段，我們 經(jīng)常會(huì)犯這樣的錯(cuò)誤，可能要通過(guò)幾次乃至十多次的反復(fù)修改、才能成功，但這種現(xiàn)象會(huì)隨著學(xué)習(xí)的深入而慢慢改觀。這當(dāng)中就有一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、一絲不茍的科學(xué)精神的培養(yǎng)，又有一個(gè)不怕失敗、百折不撓品格的鍛煉 。 二、實(shí)踐內(nèi)容 通過(guò)編寫(xiě) MATLAB 軟件仿真程序，掌握 MATLAB 軟件中常用信號(hào)的表示方法，繪圖函數(shù)的使用。內(nèi)容如下： （ 1）單位階躍信號(hào) f(t)= ()t? 和單位階躍序列 的實(shí)現(xiàn) （ 2）單位沖激信號(hào) ( ) ( )f t t?? 和單位脈沖序列 的實(shí)現(xiàn) （ 3）單邊衰減指數(shù)信號(hào) ( ) ( )tf t e t? ??? 和實(shí)指數(shù)序列 ()nxn a? 的實(shí)現(xiàn) 通過(guò)調(diào)用 MATLAB 中的相關(guān)函數(shù)，編寫(xiě)信號(hào)的基本運(yùn)算仿真程序，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的時(shí)域基本運(yùn)算，達(dá)到掌握 MATLAB 相關(guān)運(yùn)算函數(shù)的調(diào)用格式及功能的目的。 （ 1）信 號(hào)的相加，相乘和移位運(yùn)算 （ 2）序列的卷積運(yùn)算 通過(guò)調(diào)用 MATLAB 相關(guān)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì) LTI 系統(tǒng)的時(shí)域和頻域進(jìn)行分析，熟練掌 握 LTI 系統(tǒng)單位沖激響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)得 MATLAB 求解方法。 （ 1）連續(xù) LTI 系統(tǒng)的時(shí)域分析 （ 2）連續(xù) LTI 系統(tǒng)的頻域分析 在熟練掌握 MATLAB 基本的信號(hào)處理方法的基礎(chǔ)上，按照要求設(shè)計(jì)特定功能的綜合系統(tǒng)，掌握 MATLAB 信號(hào)處理系統(tǒng)的仿真程序設(shè)計(jì)。綜合系統(tǒng)題目 （ 1） MATLAB 模擬濾波器的實(shí)現(xiàn) （ 2） MATLAB 語(yǔ)音信號(hào)的采集與處理 三、實(shí)踐仿真程序設(shè)計(jì)及結(jié)果分析 （ 1）單位階躍信號(hào) f(t)= ()t? 和單位階躍序列 ( ) ( )x n u n? 的實(shí)現(xiàn) ① 單位階躍信號(hào) f(t)= ()t? 的實(shí)現(xiàn)程序： t0=0。t1=1。t2=3。 dt=。 t=t1:dt:t0。 n=length(t)。 t3=t0:dt:t2。 n3=length(t3)。 u=zeros(1,n)。 u3=ones(1,n3)。 plot(t,u)。 hold on。 plot(t3,u3)。 plot([t0,t0],[0,1])。 hold off。 axis([t1,t2,])。 xlabel(39。時(shí)間 (t)39。)。ylabel(39。幅值 (f)39。)。title(39。單位階躍信號(hào) 39。)。 時(shí)域波形 ： ② 單位階躍序列 ( ) ( )x n u n? 的實(shí)現(xiàn)程序： k0=0。%單 位階躍出現(xiàn)的位置 k1=3。k2=6。 k=k1:k01。 n=length(k)。 k3=k0:k2。 n3=length(k3)。 u=zeros(1,n)。 u3=ones(1,n3)。 stem(k,u,39。filled39。)。 hold on。 stem(k3,u3,39。filled39。)。 hold off。 axis([k1,k2,])。 title(39。單位階躍序列 39。)。 xlabel(39。時(shí)間 (k)39。)。ylabel(39。幅值 f(k)39。)。 時(shí)域波形 ： （ 2）單位沖激信號(hào) ( ) ( )f t t?? 和單位脈沖序列 ( ) ( )x n n?? 的實(shí)現(xiàn) ① 單位沖激信號(hào) ( ) ( )f t t?? 的實(shí)現(xiàn)程序： clear。 t0=0。t1=1。t2=5。dt=。 t=t1:dt:t2。 n=length(t)。 x=zeros(1,n)。 x(1,(t0t