【正文】 (39。) xlabel(39。 y5=y1.*y439。%對調(diào)制后的信號做 fft變換； 9 t=n/fs。 %低調(diào)制頻率 y2=cos(n**pi)。)。 如果信號的最高頻譜 wh超過了 ws/2，則各周期延括分量產(chǎn)生頻譜的交疊，稱為是頻譜的混疊現(xiàn)象。 理論基礎(chǔ)： 信號的調(diào)制過程就是將信號頻譜搬移到任何所需的較高頻率范圍。這是因為，抽樣時頻譜發(fā)生混疊的條件是 fs2fh，即抽樣頻率小于信號頻譜的最高頻率。 wavplay(yd1,fs/D1)。t39。plot(w,abs(fyd2))。t39。plot(t(1:1000),yd2(1:1000))。t39。plot(w,abs(fyd1))。t39。plot(t(1:1000),yd1(1:1000))。t39。plot(w,abs(f1))。t39。plot(t(1:1000),y1(1:1000))。 yd2=y1(1:D2:N)。 n=0:N1。 %取一頻道信號 f1=fft(y1)。close all [y,fs,bits]=wavread(39。) wavplay(y1,fs) wavplay(y1,fs/2) 慢放 wavplay(y1,fs*2) 快放 wavylay(y2,fs*2) 快放 wavplay(y2,fs/2) 慢放 【程序運行結(jié)果如下圖】： 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 31 0 . 500 . 51 聲道時域圖ty10 0 . 5 1 1 . 5 200 . 0 20 . 0 40 . 0 61 聲道頻域圖wY1(w)0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 500 . 52 聲道時域圖ty20 0 . 5 1 1 . 5 200 . 0 10 . 0 20 . 0 30 . 0 42 聲道頻域圖wY2(w) 分析： 通過觀察音樂信號的波形和頻譜可知所選取 的音樂信號頻譜集中在 0~ 之間，同時抽樣 頻率為 fs=44000 音樂信號的抽?。p抽樣） ① 觀察音樂信號頻率上限，選擇適當(dāng)?shù)某槿￠g隔對信號進行減抽樣（給出兩種抽取間隔，代表混疊與非混疊）； ② 輸出減抽樣音樂信號的波形和頻譜，觀察現(xiàn)象，給出理論解釋； 5 ③ 播放減抽樣音樂信號，注意抽樣率的改變，比較不同抽取間隔下的聲音，解釋現(xiàn)象。) xlabel(39。) ylabel(39。) subplot(2,2,2),plot(t(1:1000),y2(1:1000)) title(39。) xlabel(39。) ylabel(39。%傅里葉變換 figure %畫圖像 subplot(2,2,1), plot(t(1:1000),y1(1:1000)) title(39。 t=n/fs。%讀取歌曲 size(y) y1=y(:,1)。 3 查找 help： Wavread 格式說明： [y,fs,b]=wavread(‘語音信號 ’)，采樣值放在向量 y 中， fs 表示采樣頻率（ hz）， b 表示采樣位數(shù)。 3 掌握數(shù)字信號處理的基本概念、基本理論和基本方法。 1 《數(shù)字信號處理》 課程設(shè)計 設(shè)計 題目： 基于 MATLAB 的 音樂 信號 處理和分析 一、課程設(shè)計的目的 ..................................................................................... 2 二、課程設(shè)計基本要求 ................................................................................. 2 三、課程設(shè)計內(nèi)容 ........................................................................................ 2 音樂信號的音譜和頻譜觀察 ............................................................. 2 音樂信號的抽?。p抽樣） ............................................................. 4 音樂信號的 AM 調(diào)制 ........................................................................ 8 AM 調(diào)制音樂信號的 同步解調(diào) ........................................................ 11 音樂信號的濾波去噪 ....................................................................... 19 音樂信號的幅頻濾波和相頻濾波 ................................................... 19 四、問題討論 .............................................................................................. 27 IIR 數(shù)字濾波器和 FIR 數(shù)字濾波器的比較 ..................................... 27 音樂信號的音調(diào)與信號的什么特征有關(guān)？ .................................... 30 音樂信號的音色與信號的什么特征有關(guān)？ .................................... 30 兩種不同音色的音樂信號疊加混疊后，為何人耳還可以分辨？ ........................................................................................................ 31 音樂信號的幅度與相位特征對信號有哪些影響？ ........................ 31 五、心得體會 .............................................................................................. 31 2 一、課程設(shè)計的目的 本課程設(shè)計通過對音樂信號的采樣、抽取、調(diào)制、解調(diào)等多種處理過程的理論分析和 MATLAB 實現(xiàn)， 使學(xué)生進一 步鞏固數(shù)字信號處理的基本概念、理論、分析方法和實現(xiàn)方法；使 學(xué)生掌握的基本理論和分析方法知識得到進一步擴展；使學(xué)生能有效地 將理論和實際緊密結(jié)合；增強 學(xué)生 軟件編程實現(xiàn) 能力和解決實際問題的能力。 4 掌握 MATLAB 設(shè)計 FIR 和 IIR 數(shù)字濾波器的方法。 【 matlab程序如下】clc close all clear all [y,fs]=wavread(39。 %1聲道 y2=y(:,2)。 %t=nT w=2*n/N。1聲道時域圖 39。y139。w39。2聲道時域圖 39。y239。w39。 理論基礎(chǔ)： 時域抽樣定理：一個頻譜受限的信號 f(t)，如果頻譜只占據(jù) wm~+wm 的圍， 則信號 f(t)可以用等間隔的抽樣值唯一的表示。 一生有你 39。 N=length(y1)。 t=n/fs。 fyd2=fft(yd2,N)。 title(39。) ylabel(39。 title(39。) ylabel(39。 title(39。) ylabel(39。 title(39。) ylabel(39。 title(39。) ylabel(39。 title(39。) ylabel(39。 wavplay(yd2,fs)。當(dāng)采用較大的抽樣間隔時抽樣頻率時 fs2fh，所以發(fā)生混疊，而采用較小的抽樣間隔時抽樣頻率時 fs=2fh， 則不會發(fā)生混疊。調(diào)制的實質(zhì)是把 各種信號的頻譜搬移，使它們互不重疊的占據(jù)不同的頻率范圍，也即信號分別托付于不同頻率的載波上。根據(jù)奈奎斯特定律可知，若希望頻譜不會發(fā)生混疊，則 fs=fh。 y1=y(:,1)。%調(diào)制頻率為 *pi； y3=y1.*y239。%t=nT N=length(y)。 f5=fft(y5)。t39。原信號頻域圖 39。Y1(w)39。t39。低調(diào)制后的頻域圖 39。Y3(w)39。t39。高調(diào)制后的頻域圖 39。Y5(w)39。這是因為當(dāng)采用高頻調(diào)制（ ）時，頻譜被搬移 到（ 2*n+1） *0,5pi， n=… ..附近，此時高頻調(diào)制頻率高于原信號的頻率上限，故發(fā)生了頻譜混疊。 AM調(diào)制音樂信號的同步解調(diào) ① 設(shè)計巴特沃斯 IIR 濾波器 完成同步解調(diào)；觀察濾波器頻率響應(yīng)曲線； ② 用窗函數(shù)法設(shè)計 FIR 濾波器完成同步解調(diào)，觀察濾波器頻率響應(yīng)曲線；（要求：分別使用矩形窗和布萊克曼窗，進行比較）； ③ 輸出解調(diào)信號的波形和頻譜，觀察現(xiàn)象，給出理論解釋； ④ 播放解調(diào)音樂信號，比較不同濾波器下的聲音，解釋現(xiàn)象。 【 Matlab 程序如下】： %理想低通濾波器沖擊響應(yīng)函數(shù) function hd=ideal(N,wc)