語(yǔ)音數(shù)字信號(hào)處理與分析及matlab實(shí)現(xiàn)_數(shù)字信號(hào)課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-10-01 20:10 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 被衰減但是沒有被隔離的范圍。這通常稱為濾波器的滾降現(xiàn)象，并且使用每十 倍頻 的衰減幅度的 dB 數(shù)來(lái)表示。通常，濾波器的設(shè)計(jì)盡量保證滾降范圍越窄越好，這樣濾波器的性能就與設(shè)計(jì)更加接近。然而，隨著滾降范圍越來(lái)越小，通帶就變得不再平坦，開始出現(xiàn) “ 波紋 ” 。這種現(xiàn)象在通帶的邊緣處尤其明顯，這種效應(yīng)稱為 吉布斯現(xiàn)象 。除了電子學(xué)和信號(hào)處理領(lǐng)域之外，帶通濾波器應(yīng)用的一個(gè)例子是在大 氣科學(xué)領(lǐng)域，很常見的例子是使用帶通濾波器過(guò)濾最近 3 到 10天時(shí)間范圍內(nèi)的天氣數(shù)據(jù)，這樣在數(shù)據(jù)域中就只保留了作為擾動(dòng)的氣旋。 在頻帶較低的 剪切頻率 1f 和較高的剪切頻率 2f 之間是共振頻率，這里濾波器的增益最大，濾波器的帶寬就是 2f 和 1f 之間的差值。 帶阻濾波器的設(shè)計(jì) 2N 階帶阻濾波器的設(shè)計(jì)， 阻濾波器是指能通過(guò)大多數(shù)頻率分 10 量、但將某些范圍的頻率分量衰減到極低水平的濾波器，與帶通濾波器的概念相對(duì)。其中點(diǎn)阻濾波器（ notch filter）是一種特殊的帶阻濾波器，它的阻帶范圍極小，有著很高的 Q值（ Q Factor）。 帶阻濾波器是指能通過(guò)大多數(shù)頻率分量、但將某些范圍的頻率分量衰減到極低水平的濾波器，與帶通濾波器 說(shuō)明的概念相對(duì)。其中點(diǎn)阻濾波器（ notch filter）是一種特殊的帶阻濾波器，它的阻帶范圍極小，有著很高的 Q 值（ Q Factor）。 將輸入電壓同時(shí)作用于低通濾波器和高通濾波器，再將兩個(gè)電路的輸出電壓求和，就可以得到帶阻濾波器，如下圖所示。其中低通濾波器的截止頻率 應(yīng)小于高通濾波 器的截止頻率 ，因此，電路的阻帶為 ( )。帶阻濾波器分為腔體帶阻濾波器、 LC帶阻濾波器和有源帶阻濾波電路 實(shí)用電路常利用無(wú)源低通濾波器和高通濾波器并聯(lián)構(gòu)成無(wú)源帶阻濾波電路，然后接同相比例運(yùn)算電路，從而得到有源帶阻濾波電路 。 以上幾種濾波，我們都可以從信號(hào)濾波前后的波形圖以及頻譜圖上看出變化。當(dāng)然，也可以用 sound()函數(shù)來(lái)播放濾波后的語(yǔ)言，從聽覺上直接感受語(yǔ)音信號(hào)的變化，但由于人耳聽力的限制，有些情況下我們是很難聽出異同的。 同樣，通過(guò)函數(shù)的調(diào)用，也可以將信號(hào)的頻譜進(jìn)行“分離觀察”， 如顯出信號(hào)的幅值 或相位。下面，通過(guò)改變系統(tǒng)函數(shù)的分子與分母系數(shù)比，來(lái)觀察信號(hào)濾波前后的幅值與相位。并且使結(jié)果更加明顯，使人耳得以很容易的辨聽。 11 第四章 GUI用戶圖形界面設(shè)計(jì) GUI 的基本設(shè)計(jì)流程 打開 MATLAB 軟件 ,文件 新建 GUI,如圖 411,即可出現(xiàn)圖412 圖 411 新建 GUI 圖 412 GUIDE Quick Start 12 點(diǎn)擊 OK，即可出現(xiàn)圖 413 GUI 界面 圖 413 GUI界面 點(diǎn)擊 File— Preferences,如圖 414，即可出現(xiàn)圖 415 圖 414 改變圖形界面 13 將 Show names in ponent palette 勾選即可出現(xiàn)出現(xiàn)圖415， 點(diǎn)擊 OK， 即可出現(xiàn)圖 416 圖 415 GUI Preferences 圖 416 GUI繪制界面 14 用 Push Button 按鍵及 Axes 按鍵繪制如圖 417圖 圖 417 整體界面 右擊 Push Button 按鍵，選擇 View Callbacks— Callback，如圖418 圖 418 設(shè)置回調(diào)函數(shù) 15 保存，如圖 419 圖 419 保存文件 將程序輸入進(jìn)去，如圖 4110 所示 圖 4110 輸入回調(diào)函數(shù) 保存并且運(yùn)行即可出現(xiàn)圖形 16 數(shù)字濾波器的 實(shí)現(xiàn) 高通濾波器的 實(shí)現(xiàn) 高通濾波器是一個(gè)使高頻率比較容易通過(guò)而阻止低頻率通過(guò)的系統(tǒng)。它去掉了信號(hào)中不必要的低頻成分或者說(shuō)去掉了低頻干擾。其特性在時(shí)域及頻域中可分別用沖激響應(yīng)及頻率響應(yīng)描述。一般情況下它是一個(gè)以復(fù)變量 ?j 為自變量的的復(fù)變函數(shù)，以? ??jH 表示。它的模 ? ??H 和幅角 ???? 為角頻率 ? 的函數(shù)，分別稱為系統(tǒng)的 “ 幅頻響應(yīng) ” 和 “ 相頻響應(yīng) ” ， GUI 界面成圖如圖421 圖 421 高通濾波器 圖形 17 低通濾波器的 實(shí)現(xiàn) 低通濾波器是容許低于截止 頻率 的信號(hào)通過(guò)， 但 高于 截止頻率 的信號(hào)不能通過(guò)的電子濾波裝置 對(duì)于不同 濾波器 而言，每個(gè) 頻率 的信號(hào)的強(qiáng)弱程度不同。當(dāng)使用在音頻應(yīng)用時(shí)，它有時(shí)被稱為高頻剪切濾波器 , 或高音消除濾波器。 GUI 界面成圖如圖 422 圖 422 低通濾波器圖形 帶通濾波器的 實(shí)現(xiàn) 帶通濾波器（ bandpass filter）是一個(gè)允許特定頻段的波通過(guò)同時(shí)屏蔽其他頻段的設(shè)備。比如 RLC 振蕩回路就是一個(gè)模擬 18 帶通濾波器。 帶通濾波器 是指能 通過(guò)某一頻率范圍內(nèi)的 頻率 分量、但將其他范圍的頻率分量 衰減 到極低水平的 濾波器 ，與 帶阻濾波器 的概念相對(duì)。一個(gè)模擬帶通濾波器的例子是電阻 電感 電容電路 (RLC circuit)。這些濾波器也可以用 低通濾波器 同 高通濾波器組合來(lái)產(chǎn) 生 。 GUI 界面成圖如圖 423 圖 423 帶通濾波器圖形
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