【正文】 時域圖39。plot(s(1:1000))。figure(2)。[hs,ws]=freqz(s,1,1024)。（4）白噪聲通過用s來代表加入白噪聲后的信號，并進(jìn)行數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)，對s中的1000個頻率點調(diào)用plot函數(shù)畫出加入白噪聲后的時域圖，再對ws/pi,abshs調(diào)用plot函數(shù)畫出加入白噪聲后的頻譜圖，具體操作如下：q=*rand(1000,1)。圖通過導(dǎo)入的心電信號數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)在其頻譜圖上的0~20H z和80~100Hz之間的幅值比較大，而在30~70Hz之間的幅值相對較小。幅度(dB)39。)。xlabel(39。原始頻譜圖39。plot(f1,abs(y1))。f1=100*(0:999)/1000。)。ylabel(39。時間（s）39。)。title(39。b=a(1:1000,2)。subplot(2,1,1)。)。 二、 課程設(shè)計步驟及結(jié)果分析（1）心電數(shù)據(jù)的導(dǎo)入將老師給的心電信號原始數(shù)據(jù)存于桌面，然后我選用桌面上的第一組數(shù)據(jù)a=load(39。它們都是借助于 已經(jīng)成熟的現(xiàn)有低通濾波器原型進(jìn)行設(shè)計，即對數(shù)字低通數(shù)字濾波器，先將數(shù)字低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)按希望的設(shè)計方法轉(zhuǎn)換為模擬低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)，再按指定的模擬低通濾波器的類型設(shè)計模擬濾波器H(s)，然后，將模擬濾波器的系統(tǒng)函數(shù)H(s)從s平面轉(zhuǎn)換到z平面，得到數(shù)字低通濾波器的系統(tǒng)函數(shù)H(z)；如所設(shè)計的數(shù)字濾波器為高通、帶通或帶阻濾波器，則可借助模擬濾波器的頻帶變換轉(zhuǎn)換為低通模擬濾波器。直接法的最大優(yōu)點在于可以設(shè)計任意幅頻特征的濾波器。 數(shù)字巴特沃思濾波器屬于IIR濾波器，該類濾波器具有特定的性質(zhì)和設(shè)計方法。（3） IIR數(shù)字濾波器的性質(zhì)無限長沖激響應(yīng)( IIR) 數(shù)字濾波器是數(shù)字濾器的一種，數(shù)字濾波器根據(jù)其沖激響應(yīng)函數(shù)的時域特性,還包括有限長沖激響應(yīng)( FIR)數(shù)字濾波器。)。滿足設(shè)計指標(biāo)的最小階數(shù)和截止頻率：Wn[n,Wn]=cheb1ord(OmegaP,OmegaS,1,40,39。s39。low39。阻帶最大衰減為：As=15。 阻帶截止頻率為：ws=*pi。 ws=2pi*Fs/Ft(7)利用模擬切比雪夫濾波器設(shè)計數(shù)字濾波器。（5）數(shù)字低通技術(shù)指標(biāo)為：ωp=, a p=1dB。如果采用脈沖響不變法，邊界頻率的轉(zhuǎn)換關(guān)系為:如果采用雙線性變換法，邊界頻率的轉(zhuǎn)換關(guān)系為(3) 按照模擬低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)設(shè)計模擬低通濾波器?？梢婋A數(shù)n越高，其幅頻特性越好，低頻檢測信號保真度越高，過渡帶變窄，即衰減加劇，但半功率點不變。 該濾波器具有 一些特殊的性質(zhì)：① 對所有的n,都有當(dāng)時, ； ②對所有的n,都有當(dāng)時, ；③是的單調(diào)遞減函數(shù),即不會出現(xiàn)幅度響應(yīng)的起伏； ④當(dāng)時,巴特沃斯濾波器趨向于理想的低通濾波器； ⑤在處平方幅度響應(yīng)的各級導(dǎo)數(shù)均存在且等于0，因此在該點上取得最大值，且具有最大平坦特性。)。ylabel(39。t39。)。title(39。subplot(2,1,2)。H339。)。xlabel(39。高通濾波損耗函數(shù)曲線39。grid on。m=abs(H3)。subplot(2,1,1)。y3t=filter(B,A,st)。high39。[N,wp0]=ellipord(wp,ws,rp,rs)。rp=。wp=2*fp/Fs。fp=550。)。ylabel(39。t39。)。title(39。subplot(2,1,2)。H239。)。xlabel(39。帶通濾波損耗函數(shù)曲線39。grid on。m=abs(H2)。subplot(2,1,1)。y2t=filter(B,A,st)。[N,wp0]=ellipord(wp,ws,rp,rs)。rp=。wp=[2*fpl/Fs,2*fpu/Fs]。fsl=275。fpl=440。)。ylabel(39。t39。)。title(39。subplot(2,1,2)。H139。)。xlabel(39。低通濾波損耗函數(shù)曲線39。grid on。%低通的頻率響應(yīng)m=abs(H1)。subplot(2,1,1)。%調(diào)用ellip計算橢圓帶通DF系統(tǒng)函數(shù)系數(shù)向量B和Ay1t=filter(B,A,st)。%DF指標(biāo)（低通濾波器的通、阻帶邊界頻）[N,wp0]=ellipord(wp,ws,rp,rs)。rp=。%fp必須大于250，fs必須小于500wp=2*fp/Fs。低通濾波fp=280。)。ylabel(39。f/Hz39。)axis([0,Fs/5,0,])。title(39。)。)subplot(2,1,2)stem(f,abs(fxt)/max(abs(fxt)),39。title(39。)。ylabel(39。t/s39。grid。fxt=fft(st,N)。xt3=cos(2*pi*fm3*t).*cos(2*pi*fc3*t)。xt1=cos(2*pi*fm1*t).*cos(2*pi*fc1*t)。fc3=Fs/40。fc2=Fs/20。fc1=Fs/10。t=0:T:(N1)*T。f=k/Tp。 %采樣頻率Fs=10kHz，Tp為采樣時間t=0:T:(N1)*T。T=1/Fs。 調(diào)用ellipord計算橢圓DF階數(shù)N和通帶截止頻率wp. 調(diào)用ellip計算橢圓帶通DF系統(tǒng)函數(shù)系數(shù)向量B和A.產(chǎn)生信號N=1600。調(diào)用filter，用三個濾波器分別對信號st進(jìn)行濾波，分離出三路不同載波頻率的調(diào)幅信號y1(n)、y2(n)和y3(n)繪圖顯示y1(n)、y2(n)和y3(n)的時域波形和幅頻特性曲線結(jié)束通過觀察，三路信號的載波頻率分別為250，500，1000Hz,所以低通濾波器的截至頻率250Wc500，帶通濾波器的截至頻率250W1500,500W21000。部分結(jié)果展示：數(shù)字濾波器的設(shè)計與實現(xiàn)調(diào)用函數(shù)mstg產(chǎn)生st，自動繪圖)。title(39。subplot(3,2,6)。全通結(jié)構(gòu)幅頻 39。plot(abs(YY2))。)。title(39。subplot(3,2,3:4)。全通濾波器相頻響應(yīng)39。 plot(angle(h))。)。title(39。subplot(3,2,1)。yy2=filter(Bz1,Az1,y)。%全通濾波器系統(tǒng)函數(shù)分子Az1=[1,zeros(1,R1),a]。R=5000。zeros(3000,1)]。y]。y=y(:,1)。.wav39。sound(y2,fs,bits)。無限個回聲濾波器信號相頻 39。plot(angle(Y2))。)。title(39。subplot(3,2,5)。無限個回聲濾波器時域圖 39。plot(y2)。)。title(39。subplot(3,2,2)。無限個回聲濾波器幅頻響應(yīng)39。plot(abs(h))。[h,w]=freqz(Bz,Az)。%無限個回聲濾波器系統(tǒng)函數(shù)分母y2=filter(Bz,Az,y)。%濾波器階數(shù)設(shè)置，其值越高，回聲越明顯Bz=[0,zeros(1,R1),1]。a=。y=[y。z=[zeros(3000,1)。 無限個回聲濾波器程序設(shè)計[y,fs,bits]=wavread(39。)。title(39。subplot(3,2,6)。多重回聲濾波器幅頻 39。plot(abs(Y2))。)。title(39。subplot(3,2,3:4)。多重回聲濾波器相頻響應(yīng)39。 plot(angle(h))。)。title(39。subplot(3,2,1)。Y2=fft(y2,6001)。%多重回聲濾波器系統(tǒng)函數(shù)分子Az1=[1,zeros(1,R1),a]。R=9000。a=。y=[y。z=[zeros(3000,1)。 多重回聲濾波器程序設(shè)計[y,fs,bits]=wavread(39。)。title(39。subplot(3,2,6)。單回聲濾波器幅頻 39。plot(abs(Y2))。)。title(39。subplot(3,2,3:4)。單回聲濾波器相頻響應(yīng)39。 plot(angle(h))。)。title(39。%求設(shè)計的濾波器頻譜subplot(3,2,1)。%單回聲濾波器系統(tǒng)函數(shù) Y2=fft(y2,6001)。%單回聲濾波器系統(tǒng)函數(shù)分子Az1=(1)。R=5000。zeros(3000,1)]。y]。)。sound(y,fs,bits)?；祉懙南囝l39。plot(angle(Y1))。)。title(39。subplot(2,2,3)?；祉懙臅r域波形39。plot(y1)。%將原始信號與延遲信號相加，產(chǎn)生混響信號Y1=fft(y1,6001)。zeros(3000,1)]。y]。)。sound(y,fs,bits)。延時后相頻39。plot(angle(Z))。)。title(39。subplot(2,2,3)。延時后時域波形39。plot(z)。%延遲3000Z=fft(z,6001)。z=[zeros(3000,1)。%回放采樣信號對采樣后的信號延時[y,fs,bits]=wavread(39。)。title(39。subplot(2,2,4)。采樣信號幅頻39。plot(abs(Y))。)。title(39。%抽取6001點subplot(2,2,1:2)。采樣后語音信號的時域波形和頻譜[y,fs,bits]=wavread()。原始信號相頻39。plot(angle(Y))。)。title(39。subplot(2,2,3)。原始信號時域波形39。plot(y)。%播放原始信號Y=fft(y)。%用于讀取語音，采樣值放在向量y中，fs表示采樣頻率(Hz)，bits表示采樣位數(shù)。39。由于這個IIR濾波器的頻率響應(yīng)為水平直線，所以被稱為全通濾波器。（3）無限個回聲濾波器的系統(tǒng)函數(shù): , 1 （4）全通結(jié)構(gòu)的混響器的系統(tǒng)函數(shù):全通濾波器的傳遞函數(shù)公式為H(Z)=y(Z)/X(Z)=(K+Z^(m))/(1K*Z^(m))其中m為回聲延時取樣，k為反饋系數(shù)。直達(dá)聲和在R抽樣周期后出現(xiàn)的一種單個回音，可以用FIR濾波器產(chǎn)生，微分方程為：y[n]=x[n]+αx[nR] |α|1傳輸函數(shù)為：H(z)=1+αzR傳遞函數(shù)的幅頻響應(yīng)形狀象梳子，這種濾波器又叫梳狀濾波器。該函數(shù)是利用給出的向量b和a，對x中的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，結(jié)果放入向量y。四、濾波器設(shè)計本次設(shè)計用IIR濾波器對信號進(jìn)行濾波，函數(shù)名為filter函數(shù)filter的調(diào)用格式為 y=filter(b,a,x)該格式采用數(shù)字濾波器對數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，既可以用于IIR濾波器，也可以用于FIR濾波器。（2） 頻率計算。函數(shù)unwrap(p)用于展開弧度相位角p ,當(dāng)相位角絕對變化超過 時，函數(shù)把它擴(kuò)展至 。MATLAB提供求復(fù)數(shù)的幅值和相位函數(shù)：abs，angle，這些函數(shù)一般和FFT同時使用。若x 為矩陣，按相同方法對x進(jìn)行處理。若x為向量且長度小于N，則函數(shù)將x補(bǔ)零至長度N。函數(shù)FFT的另一種調(diào)用格式為 y=fft(x,N)式中，x，y意義同前，N為正整數(shù)。若x為一矩陣，則y是對矩陣的每一列向量進(jìn)行FFT。函數(shù)的一種調(diào)用格式為 y=fft(x)其中，x是序列，y是序列的FFT，x可以為一向量或矩陣，若x為一向量，y是x的FFT。下面介紹這些函數(shù)。由于延時產(chǎn)生的效果都比較復(fù)雜多變，如果不是效果處理專家，建議使用設(shè)備提供的預(yù)置參數(shù)，因為這些預(yù)置參數(shù)給出的處理效果一般都比較好。*預(yù)延時（Ini Dly），指主延時電路預(yù)延時時間調(diào)整。*調(diào)制深度（Depth），指上述調(diào)頻電路的調(diào)制深度。*反饋高頻比（Hi Ratio），即反饋回路上的高頻衰減控制。延時、合唱、鑲邊、回音等效果的可調(diào)參數(shù)都差不多，具體有以下幾項：*延時時間（Dly），即主延時電路的延時時間調(diào)整。如果延遲時間在50ms以上時，其延遲音就清晰可辨，此時的處理效果才是回音。依其延遲時間的不同，可分別產(chǎn)生合唱、鑲邊、回音等效果。調(diào)治深度：指上述調(diào)頻電路的調(diào)治深度。頻率調(diào)制：這是一項技術(shù)性的參數(shù)，因為電子混響的聲陣密度比自然混響稀疏，為了使混響的聲音比較平滑、連貫，需要對混響聲陣列的延時時間進(jìn)行調(diào)制。預(yù)延時：自然混響聲陣的建立都會延遲一段時間，預(yù)延時即為模擬次效應(yīng)而設(shè)置。此值較高時，混響效果也較接近自然混響；此值較低時，混響效果則較清澈。高頻滾降：此項參數(shù)用于模擬自然混響當(dāng)中，空氣對高頻的吸收效應(yīng)，以產(chǎn)生較為自然的混響效果。自然音源的延時聲陣列非常密集、復(fù)雜，所以模擬混響效果的程序也復(fù)雜多變。聲卡的主要的作用之一是對聲音信息進(jìn)行錄制與回放，在這個過程中采樣的位數(shù)和采樣的頻率決定了聲音采集的質(zhì)量。（2）采樣位數(shù)即采樣值或取樣值，用來衡量聲音波動變化的參數(shù)，是指聲卡在采集和播放聲音文件時所使用數(shù)字聲音信號的二進(jìn)制位數(shù)。 語音信號的延時與混響一、信號采樣（1）采樣頻率采樣頻率是指計算機(jī)每秒鐘采集多少個聲音樣本，采樣頻率越高，即采樣的間隔時間越短，則在單位時間內(nèi)計算機(jī)得到的聲音樣本數(shù)據(jù)就越多，對聲音波形的表示也越精確。h:39。)。ylabel(39。Hz39。濾波后的頻譜39。subplot(2,1,2)F1=plot(f,abs(F0(1:512)))。fuzhi39。)。)xlabel(39。 %畫出濾波前的頻譜圖title(39。subplot(2,1,1)。f=fs*(0:511)/1024。sound(f1)。濾波后的時域波形39。subplot(2,1,2)plot(t,f1)。濾波前的時域波形39。plot(w1*fs/(2*pi),20*log10(abs(h1)))。 %選擇窗函數(shù)，并歸一化截止頻率f1=fftfilt(b,x)。wn=(+)*pi/2。N=ceil(*pi/wdelta)。