語音數字信號處理與分析及matlab實現_數字信號課程設計(編輯修改稿)
2025-10-01 20:10 本頁面
【文章內容簡介】 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象，并且使用每十 倍頻 的衰減幅度的 dB 數來表示。通常，濾波器的設計盡量保證滾降范圍越窄越好，這樣濾波器的性能就與設計更加接近。然而，隨著滾降范圍越來越小，通帶就變得不再平坦，開始出現 “ 波紋 ” 。這種現象在通帶的邊緣處尤其明顯，這種效應稱為 吉布斯現象 。除了電子學和信號處理領域之外，帶通濾波器應用的一個例子是在大 氣科學領域，很常見的例子是使用帶通濾波器過濾最近 3 到 10天時間范圍內的天氣數據，這樣在數據域中就只保留了作為擾動的氣旋。 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。 帶阻濾波器的設計 2N 階帶阻濾波器的設計， 阻濾波器是指能通過大多數頻率分 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。其中點阻濾波器（ 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大多數頻率分量、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 說明的概念相對。其中點阻濾波器（ 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）。 將輸入電壓同時作用于低通濾波器和高通濾波器，再將兩個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 實用電路常利用無源低通濾波器和高通濾波器并聯(lián)構成無源帶阻濾波電路，然后接同相比例運算電路，從而得到有源帶阻濾波電路 。 以上幾種濾波，我們都可以從信號濾波前后的波形圖以及頻譜圖上看出變化。當然，也可以用 sound()函數來播放濾波后的語言，從聽覺上直接感受語音信號的變化，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，通過函數的調用，也可以將信號的頻譜進行“分離觀察”， 如顯出信號的幅值 或相位。下面，通過改變系統(tǒng)函數的分子與分母系數比，來觀察信號濾波前后的幅值與相位。并且使結果更加明顯，使人耳得以很容易的辨聽。 11 第四章 GUI用戶圖形界面設計 GUI 的基本設計流程 打開 MATLAB 軟件 ,文件 新建 GUI,如圖 411,即可出現圖412 圖 411 新建 GUI 圖 412 GUIDE Quick Start 12 點擊 OK，即可出現圖 413 GUI 界面 圖 413 GUI界面 點擊 File— Preferences,如圖 414，即可出現圖 415 圖 414 改變圖形界面 13 將 Show names in ponent palette 勾選即可出現出現圖415， 點擊 OK， 即可出現圖 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 設置回調函數 15 保存，如圖 419 圖 419 保存文件 將程序輸入進去，如圖 4110 所示 圖 4110 輸入回調函數 保存并且運行即可出現圖形 16 數字濾波器的 實現 高通濾波器的 實現 高通濾波器是一個使高頻率比較容易通過而阻止低頻率通過的系統(tǒng)。它去掉了信號中不必要的低頻成分或者說去掉了低頻干擾。其特性在時域及頻域中可分別用沖激響應及頻率響應描述。一般情況下它是一個以復變量 ?j 為自變量的的復變函數，以? ??jH 表示。它的模 ? ??H 和幅角 ???? 為角頻率 ? 的函數，分別稱為系統(tǒng)的 “ 幅頻響應 ” 和 “ 相頻響應 ” ， GUI 界面成圖如圖421 圖 421 高通濾波器 圖形 17 低通濾波器的 實現 低通濾波器是容許低于截止 頻率 的信號通過， 但 高于 截止頻率 的信號不能通過的電子濾波裝置 對于不同 濾波器 而言，每個 頻率 的信號的強弱程度不同。當使用在音頻應用時，它有時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 實現 帶通濾波器（ bandpass filter）是一個允許特定頻段的波通過同時屏蔽其他頻段的設備。比如 RLC 振蕩回路就是一個模擬 18 帶通濾波器。 帶通濾波器 是指能 通過某一頻率范圍內的 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。一個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 高通濾波器組合來產 生 。 GUI 界面成圖如圖 423 圖 423 帶通濾波器圖形
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