数字信号处理课外实验设计音频采样和频谱混叠
课程名称数字信号处理
院系通信工程学院
专业通信01班
年级2013级
名
学号
指导教师
实验时间20151126
重庆大学
f一、实验目的
1、熟悉MATLAB语言的基本用法
2、掌握MATLAB语言中音频数据与信息的读取与播放方法
3、掌握在MATLAB中设计滤波器的方法
4、掌握MATLAB语言中信号频谱的绘制方法。
5、对采样定理进行初步验证体会频谱混叠现象并大致确定音频信号的最低采样频率。
二、实验原理
现实当中遇到的绝大多数信号都是连续的即所谓的连续信号。如语音、图像、温度压力电流等都是模拟信号。要利用数字信号处理技术实现对这些信号的处理需要借助对这些信号的处理需要借助AD转换先将模拟信号转变为数字信号后才能利用数字技术对其进行加工处理。因此采样是从连续到离散的桥梁。
如果选择的采样频率太低及fs2fm的采样频率太低或者说是信号的最高频率fm超过fs2则采样后的频谱按照采样率周期延拓时各周期延拓分量产生频谱的交叠这种现象叫频谱混叠。
三、实验内容
本实验通过MATLAB软件完成以下四项任务
1、用fs44100HZ采集一段音乐。
2、改变采样频率用fs5512HZ采集一段音乐体会混叠现象。
3、录制一段自己的声音试验当fs时发生混叠。
4、选作在噪声环境中录制一段自己的声音试采用一种方法将噪声尽可能地消除。
f四、实验步骤
仿真程序DSP_homework1m
clc
clear
closeall
44100Hz和5512Hz采集音频文件
FileNamePathNameuigetfilewav选择待处理音频文件获取处理音频文件位置
path1fullfilePathNameFileName
xFs1audioreadpath1默认采样频率Fs为44100Hz
x1x11声道数据
x2x22声道数据
y1x11800000
y1x118e
d
Fs25512
y1resamplex1551244100信号降采样处理采样从44100Hz降到5512Hz
y2resamplex2551244100
yy1y2
t101Fs1le
gthx11Fs1取时域横轴t
t201Fs2le
gthy11Fs2
N5096fft点数以频谱分辨率为10Hz信号最高频率40kHz求出记录最小点数
f103取频率轴单位为KHz
X1fftx1N
X110logabsfftshiftX1用对数表示44100Hz音频信号的频谱
Y1ffty1N
Y110logabsfftshiftY1用对数表示5512Hz音频信号的频谱
PathName1uigetdirstrcatmatlabrootwork加噪后音频文件另存为
FileName1music_5512wav
path2fullfilePathName1FileName1
audiowritepath2yFs2生成5512Hz采样的wav格式音频文件试听音乐效果
绘图
ffigure144100Hz采集音频信号时域图、频谱图
subplot211
plott1x1r
axis09511设置坐标轴范围
setgcaXTick0595grido
设置x坐标轴刻度绘制方格线
setgcaYTickr