【正文】 音樂信號(hào)的幅度與相位特征對(duì)信號(hào)有哪些影響？ 答：音樂信號(hào)的相位發(fā)生改變會(huì)引起信號(hào)時(shí)域特性發(fā)生改變；音樂信號(hào)的幅度發(fā)生變化會(huì)影響信號(hào)的頻譜幅度。非常短促 (毫秒量級(jí)或更短 )的純音，只能聽到像打擊或彈指那樣的 “喀嚓 ”一響，感覺不出音調(diào)。語音信號(hào)對(duì)相位的非線性不很敏感。 wavplay(real(y11),fs)。 Fy3=abs(f2)。 y1=x1(:,1)。) ylabel(39。) 28 xlabel(39。) subplot(4,2,4),plot(W/pi,abs(H2)) title(39。) ylabel(39。) xlabel(39。) subplot(4,2,2),plot(w,abs(f1)*2/N0) title(39。 y3=filter(b2,a2,y1)。 Rc=1。 W=0:*pi:*pi。 N0=length(y)。 wp= 為通帶截止頻率， ws= 為其阻帶截止頻率，rp=1db 為其通帶最大衰減 ,， rs=30db 為阻帶最小衰減。) ylabel(39。) xlabel(39。 figure subplot(3,1,1),plot(w,abs(f1)*2/N0) title(39。) xlabel(39。 Ws=。Y4(w)39。t39。隨機(jī)白噪聲時(shí)域圖 39。w39。加噪后信號(hào)的時(shí)域 39。y239。w39。原信號(hào)時(shí)域圖 39。 n=0:(N01)。 Y = rand(n) 返回一個(gè) n x n 的隨機(jī)矩陣。 比較采用矩形窗和布萊克曼窗的頻率特性圖可以看出：最小阻帶衰減只由窗形狀決定，而不受階數(shù) N 的影響；而過渡帶的寬度窗的形狀有關(guān)；同時(shí)，布萊克曼窗的過濾帶寬、旁瓣峰值和主瓣寬度均大于矩形窗的過濾帶寬、旁瓣峰值和主瓣寬度。) subplot(3,1,3),plot(W2,abs(f7)*2/M2) title(39。) ylabel(39。 M1=length(y4)+length(h1)1。布萊克曼窗幅度 39。 %幅度的分貝表示 figure 14 subplot(2,2,1)。%布萊克曼窗 h1=hd.*w139。w39。調(diào)制解調(diào)后的頻域圖39。Y1(w)39。%對(duì)調(diào)制解調(diào)后的信號(hào)做 fft變換 。w39。 Rs=20。%調(diào)制頻率為 *pi。)。 理論基礎(chǔ) : 有一條信號(hào) f(t)恢復(fù)原始信號(hào) g(t)的過程稱為解調(diào)。) %播放聲音 wavplay(y1,fs)%播放調(diào)制前的原信號(hào)； wavplay(y3,fs)%播放低調(diào)制后的信號(hào)； 10 wavplay(y5,fs)%播放高調(diào)制 后的信號(hào) 【程序運(yùn)行結(jié)果如下圖】： 0 5 101 0 . 500 . 51原信號(hào)時(shí)域圖ty10 1 200 . 0 20 . 0 40 . 0 6原信號(hào)頻域圖wY1(w)0 5 101 0 . 500 . 51低調(diào)制后的時(shí)域圖ty30 1 200 . 0 10 . 0 20 . 0 3低調(diào)制后的頻域圖wY3(w)0 5 101 0 . 500 . 51高調(diào)制后的時(shí)域圖ty50 1 200 . 0 10 . 0 20 . 0 3高調(diào)制后的頻域圖wY5(w) 分析： 通過觀察原音樂信號(hào)的頻譜圖可知音樂信號(hào)的頻率上限是 ，但是為了方便以后的計(jì)算，在此將 后的信號(hào)舍去，即默認(rèn)音樂信號(hào)的頻率上限是 。) ylabel(39。) xlabel(39。) subplot(2,3,2),plot(t,y3) title(39。) ylabel(39。 w=2*n/length(y)。 N=length(y)。具體的調(diào)制原理推導(dǎo)在此不再敘述，僅將結(jié)論列出： f(t)=g(t)*cos(w0*t)。 wavplay(yd2,fs/D2)。16倍減抽樣后的頻域圖 39。10倍減抽樣后的時(shí)域圖 39。2倍減抽樣后的頻域圖39。2倍減抽樣后的時(shí)域圖39。原信號(hào)頻域圖 39。原信號(hào)時(shí)域圖 39。 %t=nT yd1=y1(1:D1:N)。)。) 4 ylabel(39。) xlabel(39。) subplot(2,2,3),plot(w,abs(f1)*2/N) title(39。 %2pi在長度 N上的平均 是個(gè)序列 f1=fft(y1)。一生有你39。 二、課程設(shè)計(jì)基本要求 1 學(xué)會(huì) MATLAB 的使用， 掌握 MATLAB 的基本編程語句。 三、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容 音樂信號(hào)的音譜和頻譜觀察 使用 windows 下的錄音機(jī)錄制一段音樂信號(hào)或采用其它軟件截取一段音樂信號(hào)（要求：時(shí)間不超過 5s、文件格式為 wav 文件） ① 使用 wavread 語句讀取音樂信號(hào)，獲取抽樣率；（注意：讀取的信號(hào)是雙聲道信號(hào)，即為雙列向量，需要分列處理）； ② 輸出音樂信號(hào)的波形和頻譜，觀察現(xiàn)象； ③ 使用 sound 語句播放音樂信號(hào)，注意不同抽樣率下的音調(diào)變化，解釋現(xiàn)象。%長度 n=0:N1。t39。Y1(w)39。2聲道頻域圖 39。 【 Matlab 程序如下】： %原信號(hào)的頻率上限為 clear all。D2=16。%2pi在長度 N上的平均 figure subplot(2,3,1)。) 6 subplot(2,3,4)。) subplot(2,3,2)。) subplot(2,3,5)。) subplot(2,3,3)。) subplot(2,3,6)。) wavplay(yd1,fs)。 音樂信號(hào)的 AM調(diào)制 ① 觀察音樂信號(hào)頻率上限，選擇適當(dāng)調(diào)制頻率對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制（給出高、低兩種調(diào)制頻率）； ② 輸出調(diào)制信號(hào)的波形和頻譜，觀察現(xiàn)象，給出理論解釋； ③ 播放調(diào)制音樂信號(hào)，注意不同調(diào)制頻率下的聲音，解釋現(xiàn)象。一生有你39。%對(duì)原信號(hào)做 fft變換； f3=fft(y3)。原信號(hào)時(shí)域圖 39。w39。y339。高調(diào)制后的時(shí)域圖 39。w39。 11 播放不同調(diào)制頻率下的音樂信號(hào)，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)采用低頻調(diào)制時(shí)，音樂信號(hào)比原信號(hào)的聲音低了很多，但是沒有雜音；采用高頻調(diào)制時(shí)，音樂信號(hào)比原信號(hào)的聲音低了很多的同時(shí)還伴隨有雜音。 end end （將上述程序保存為 ，但不能運(yùn)行。 t=n/fs。 %對(duì)調(diào)制頻率巴特沃斯 IIR濾波器的設(shè)計(jì) Wp=。 plot(W/pi,abs(H)) title(39。 f3=fft(y3)。) xlabel(39。) ylabel(39。) subplot(4,1,4),plot(w,abs(f5)*2/N0) %解調(diào)濾波后的信號(hào)頻域圖； title(39。 hd=ideal(N,Wc1)。 db1=20*log10(abs(fh1(1)./(abs(fh1)+eps)))。矩形窗分貝 39。%作卷積 f6=fft(y6)。原信號(hào)頻域圖 39。w39。Y7(w)39。同時(shí)還可以聽到 IIR 濾波器濾波后的音樂信號(hào)沒有 FIR 濾波器濾波后的音樂信號(hào)效果好，這是因?yàn)?FIR濾波器是線性相位的，而 IIR 濾波器是非線性相位；矩形窗沒有布萊克曼窗的濾波效果好 。 y1=y(:,1)。 y3=y1+y239。) 20 subplot(3,2,2),plot(w,abs(f1)*2/N0) title(39。) xlabel(39。) ylabel(39。) subplot(3,2,6),plot(w,abs(f3)*2/N0) title(39。 f4=fft(y4)。) subplot(2,2,3),plot(t(1:1000),y5(1:1000)) title(39。) xlabel(39。) ylabel(39。 [H,W]=freqz(b,a)。 y7=filter(b,a,y5)。Y1(w)39。濾除白噪聲信號(hào)后的頻譜 39。 分析 2：下圖為隨機(jī)白噪聲信號(hào)的時(shí)域圖和頻譜圖以及加隨機(jī)白噪聲信號(hào)后的 音樂信號(hào)時(shí)域圖和頻譜圖。)。 Ws1=。 f2=fft(y2)。high39。t39。Y1(w)39。濾除高頻后的時(shí)域圖39。w39。H2(w)39。濾除低頻后的頻譜 39。 [x2,fs]=wavread(39。 f2=fft(y3)。 y22=ifft(F2)。 其中， FIR 濾波器的最大好處是穩(wěn)定、線性相位和廣泛的適用范圍，而它的最大 缺點(diǎn)是階數(shù)高，從而帶來時(shí)延大、存儲(chǔ)單元多等問題。 音調(diào)的高低還與發(fā)聲體的結(jié)構(gòu)有關(guān)，因?yàn)榘l(fā)聲體的結(jié)構(gòu)影響了聲音的頻率。而泛音的不同指的是頻譜的不同，所以音樂信號(hào)的音色與信號(hào)的頻譜或頻率特性有關(guān)。無論做什么樣的實(shí)驗(yàn)，都需要有一定的理論知識(shí)作為基礎(chǔ)。 音樂信號(hào)的音色與信號(hào)的什么特征有關(guān)？ 答：音樂信號(hào)的音色是指對(duì)聲音音質(zhì)的感覺特性 ，也是一種聲音區(qū)別于另一種聲音的特征品質(zhì)。 音樂信號(hào)的音調(diào)與信號(hào)的什么特征有關(guān)？ 答： 音調(diào)主要由聲音的頻率決定。%聲音大致能聽到是第一個(gè)的聲音 但背影很嘈雜 %結(jié)論 相位角決定不同的聲音 可用來區(qū)分聲音 音調(diào)即聲音大小取決于幅度且成正相關(guān) 29 Matlab 的運(yùn)行結(jié)果： 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 310