北邮dsp软件实验报告

MATLAB软件仿真实验报告姓名：___________________学号：______201321099X_________班级：______201321120X_________学院：_____电子工程学院________专业：____电子科学与技术_______MATLAB软件仿真实验报告1目录实验一：数字信号的FFT分析................................................21.实验内容及要求...................................................................................................................22.实验目的...............................................................................................................................23.实验代码...............................................................................................................................34.实验截图...............................................................................................................................4实验二：DTMF信号的编码...................................................51．实验内容及要求.................................................................................................................52．实验目的.............................................................................................................................63.实验代码...............................................................................................................................64.实验截图...............................................................................................................................9实验三：FIR数字滤波器的设计和实现.........................................141.实验内容及要求：.............................................................................................................142.实验目的.............................................................................................................................153.实验代码.............................................................................................................................154.实验截图.............................................................................................................................17四、实验总结..............................................................18MATLAB软件仿真实验报告2实验一：数字信号的FFT分析1.实验内容及要求(1)离散信号的频谱分析：设信号此信号的0.3pi和0.302pi两根谱线相距很近，谱线0.45pi的幅度很小，请选择合适的序列长度N和窗函数，用DFT分析其频谱，要求得到清楚的三根谱线。(2)DTMF信号频谱分析用计算机声卡采用一段通信系统中电话双音多频（DTMF）拨号数字0～9的数据，采用快速傅立叶变换（FFT）分析这10个号码DTMF拨号时的频谱。2.实验目的通过本次实验，应该掌握：(a)用傅立叶变换进行信号分析时基本参数的选择。(b)经过离散时间傅立叶变换（DTFT）和有限长度离散傅立叶变换（DFT）后信号频谱上的区别，前者DTFT时间域是离散信号，频率域还是连续的，而DFT在两个域中都是离散的。(c)离散傅立叶变换的基本原理、特性，以及经典的快速算法（基2时间抽选法），体会快速算法的效率。(d)获得一个高密度频谱和高分辨率频谱的概念和方法，建立频率分辨率和时间分辨率的概念，为将来进一步进行时频分析（例如小波）的学习和研究打下基础。(e)建立DFT从整体上可看成是由窄带相邻滤波器组成的滤波器组的概念，此概念的一个典型应用是数字音频压缩中的分析滤波器，例如DVDAC3和MPEGAudio。00010450303024().*cos(.)sin(.)cos(.)xnnnnMATLAB软件仿真实验报告33.实验代码频谱分析：clf;closeall;%关闭所有图形窗口N=1000;%DFT点数n=[1:1:N];x=0.001*cos(0.45*n*pi)+sin(0.3*n*pi)-cos(0.302*n*pi-pi/4);y=fft(x,N);mag=abs(y);%对FFT结果求模w=2*pi/N*[0:1:N-1];%数字角频率wsubplot(2,1,1);%将图形窗分为2行1列stem(n,x,'.');%画脉冲图title('时域');xlabel('n');ylabel('x(n)');subplot(2,1,2);stem(w/pi,mag);%归一化角频率axis([00.502]);%控制坐标范围以使谱线幅度合适title('1000点DFT');xlabel('数字频率');ylabel('X(k)');gridon;DTMF频谱分析：[x,fs,bits]=wavread('mjl_num.wav');%从当前目录下读取声音文件N=1:1:fs;%取样点数subplot(2,1,1);plot(x);%画出时域波形title('时域声音波形');xlabel('n');MATLAB软件仿真实验报告4ylabel('x(n)');n=2*fs;%奈奎斯特取样xk=fft(x,n);k=0:1:n-1;w=2*pi/n*k;%数字角频率subplot(2,1,2);stem(w/pi,abs(xk),'.');%归一化角频率title('频谱');xlabel('数字频率');ylabel('幅度');axis([0201200]);4.实验截图MATLAB软件仿真实验报告5实验二：DTMF信号的编码1．实验内容及要求1）把您的联系电话号码通过DTMF编码生成为一个.wav文件。技术指标：根据ITUQ.23建议，DTMF信号的技术指标是：传送/接收率为每秒10个号码，或每个号码100ms。每个号码传送过程中，信号存在时间至少45ms，且不多于55ms，100ms的其余时间是静音。在每个频率点上允许有不超过±1.5%的频率误差。任何超过给定频率±3.5%的信号，均被认为是无效的，拒绝接收。MATLAB软件仿真实验报告6（其中关键是不同频率的正弦波的产生。可以使用查表方式模拟产生两个不同频率的正弦波。正弦表的制定要保证合成信号的频率误差在±1.5%以内，同时使取样点数尽量少）2）对所生成的DTMF文件进行解码。DTMF信号解码可以采用FFT计算N点频率处的频谱值，然后估计出所拨号码。但FFT计算了许多不需要的值，计算量太大，而且为保证频率分辨率，FFT的点数较大，不利于实时实现。因此，FFT不适合于DTMF信号解码的应用。由于只需要知道8个特定点的频谱值，因此采用一种称为Goertzel算法的IIR滤波器可以有效地提高计算效率。其传递函数为：2．实验目的(a)复习和巩固IIR数字滤波器的基本概念；(b)掌握IIR数字滤波器的设计方法；(c)掌握IIR数字滤波器的实现结构；(d)能够由滤波器的实现结构分析滤波器的性能（字长效应）；(e)了解通信系统电话DTMF拨号的基本原理和IIR滤波器实现方法。3.实验代码%13269639279N=500;fs=8000;tm=[49,50,51,65;52,53,54,66;55,56,57,67;42,48,35,68];n=1:N;%取样点flow=[697770852941];%低频fhigh=[1209133614771633];%高频x01=sin(2*pi*flow(1)*n/fs)+sin(2*pi*fhigh(1)*n/fs);%12/1121()12cos(2/)jkNkezHzkNzzMATLAB软件仿真实验报告7x02=sin(2*pi*flow(1)*n/fs)+sin(2*pi*fhigh(3)*n/fs);%3x03=sin(2*pi*flow(1)*n/fs)+sin(2*pi*fhigh(2)*n/fs);%2x04=sin(2*pi*flow(2)*n/fs)+sin(2*pi*fhigh(3)*n/fs);%6x05=sin(2*pi*flow(3)*n/fs)+sin(2*pi*fhigh(3)*n/fs);%9x06=sin(2*pi*flow(2)*n/fs)+sin(2*pi*fhigh(3)*n/fs);%6x07=sin(2*pi*flow(1)*n/fs)+sin(2*pi*fhigh(3)*n/fs);%3x08=sin(2*pi*flow(3)*n/fs)+sin(2*pi*fhigh(3)*n/fs);%9x09=sin(2*pi*flow(1)*n/fs)+sin(2*pi*fhigh(2)*n/fs);%2x10=sin(2*pi*flow(3)*n/fs)+sin(2*pi*fhigh(1)*n/fs);%7x11=sin(2*pi*flow(3)*n/fs)+sin(2*pi*fhigh(3)*n/fs);%9x=[x01,x02,x03,x04,x05,x06,x07,x08,x09,x10,x11];%组成矩阵x01_z=[x01,zeros(1,500)];%补零x02_z=[x02,zeros(1,500)];x03_z=[x03,zeros(1,500)];x04_z=[x04,zeros(1,500)];x05_z=[x05,zeros(1,500)];x06_z=[x06,zeros(1,500)];x07_z=[x07,zeros(1,500)];x08_z=[x08,zeros(1,500)];x09_z=[x09,zeros(1,500)];x10_z=[x10