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1、《数字信号处理》课程设计学校：郑州大学学院年级：物理工程学院08级专业班级：测控技术与仪器1班姓名：史占东指导教师：岳学东一、课程设计的目的3二、课程设计基本要求3三、课程设计内容31、音乐信号的音谱和频谱观察3①使用wavread语句读取音乐信号，获取抽样率；32、音乐信号的抽取（减抽样）43、音乐信号的AM调制64、AM调制音乐信号的同步解调85、音乐信号的滤波去噪17四、课程设计报告要求23《数字信号处理》课程设计设计题目：基于MATLAB的音乐信号处理和分析一、课程设计的目的本课程设计通过对音乐信号的采样、抽取、调制、解调等多种处理过程的理论分析和MATLAB实现，使学
2、生进一步巩固数字信号处理的基本概念、理论、分析方法和实现方法；使学生掌握的基本理论和分析方法知识得到进一步扩展；使学生能有效地将理论和实际紧密结合；增强学生软件编程实现能力和解决实际问题的能力。二、课程设计基本要求1学会MATLAB的使用，掌握MATLAB的基本编程语句。2掌握在Windows环境下音乐信号采集的方法。3掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法。4掌握MATLAB设计FIR和IIR数字滤波器的方法。5掌握使用MATLAB处理数字信号、进行频谱分析、设计数字滤波器的编程方法。三、课程设计内容1、音乐信号的音谱和频谱观察使用windows下的录音机录制一段音乐
3、信号或采用其它软件截取一段音乐信号（要求：时间不超过5s、文件格式为wav文件）①使用wavread语句读取音乐信号，获取抽样率；（注意：读取的信号是双声道信号，即为双列向量，需要分列处理）；②输出音乐信号的波形和频谱，观察现象；③使用sound语句播放音乐信号，注意不同抽样率下的音调变化，解释现象。实验程序及图形如下：closeall;clearall;clc;[w,fs,b]=wavread('G:音乐wav古筝.wav');w1=w(:,1);f=fft(w1);l=length(f);ww=2/l*(0:l-1);subplot(121);plot(w1);tit
4、le('声音信号波形');xlabel('t');ylabel('信号幅度w1');subplot(122);plot(ww,abs(f));title('声音信号频谱');xlabel('t');ylabel('信号幅度
5、f
6、');sound(w1,fs);%不改变抽样率的情况下听取原音乐信号;sound(w1,2*fs);%增大抽样率的情况下听取原音乐信号;sound(w1,fs/2);%降低抽样率的情况下听取原音乐信号;分析与说明：(1)，由matlab观察音乐信号的抽样率为：fs=22050;(2),由信号频谱知，信号集中在低频段0～0.3pi,声音信号单一，且低频处幅
7、度较大，与二胡音乐符合。(3)，由matlab听取不同抽样率下的声音信号并比较可知：增大抽样率等于加快音乐的播放速度，降低抽样率等于放慢音乐的播放速度。2、音乐信号的抽取（减抽样）①观察音乐信号频率上限，选择适当的抽取间隔对信号进行减抽样（给出两种抽取间隔，代表混叠与非混叠）；②输出减抽样音乐信号的波形和频谱，观察现象，给出理论解释；③播放减抽样音乐信号，注意抽样率的改变，比较不同抽取间隔下的声音，解释现象。实验程序及图形如下：%减抽样%不发生混叠抽样j=0;d=2;fori=1:d:length(w1);j=j+1;dwav(j)=w(i);end;figure;f1=fft
8、(dwav);subplot(121);plot(dwav);title('信号波形（1/2）');xlabel('t');ylabel('信号幅度dwav');subplot(122);plot(ww,abs(f));title('声音信号频谱（1/2）');xlabel('t');ylabel('信号幅度
9、f
10、');sound(dwav,fs/d);%发生混叠抽样j=0;d=8;fori=1:d:length(w1);j=j+1;dwav(j)=w(i);end;figure;f1=fft(dwav);subplot(121);plot(dwav);title('信号波形（
11、1/2）');xlabel('t');ylabel('信号幅度dwav');subplot(122);plot(ww,abs(f));title('声音信号频谱（1/2）');xlabel('t');ylabel('信号幅度
12、f
13、');sound(dwav,fs/d);分析与说明：(1)，观察图形可知信号频率上限为0.25pi,据此分别选取抽样间隔为2倍频（代表不混叠）和8倍频（代表混叠）。(2)，由减抽样后的频谱可知，当选取2倍频减抽样时，频率样间隔变大但未超过最小抽样间隔，尽管频谱有所延
