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《信号与系统》课程研究性学习报告（频域分析） 1.分析男女生信号的频谱 (1) 采集wav格式的男女生语音信号。 (2) 对所采集的语音信号进行频谱分析。 提示：可以根据傅里叶变换公式，利用数值积分计算；也可以利用MATLAB提供的函数fft计算。 【题目分析】 1.先采集wav格式的男女生信号，用win自带的录音机录制的为wmv格式，用cool edit 转格式为wav。 2.直接利用matlab提供的fft函数直接进行计算 【仿真程序】 figure(1); [y,fs,nbits]=wavread(speech); sound(y,fs,nbits); N=length(y); Y=fft(y,N); subplot(2,1,1); plot(y); subplot(2,1,2); plot(abs(Y)); figure(2); [y,fs,nbits]=wavread(nvsheng); sound(y,fs,nbits); N=length(y); Y=fft(y,N); subplot(2,1,1); plot(y); subplot(2,1,2); plot(abs(Y)); 【仿真结果】 【结果分析】 由于两段声音并没有尖叫部分，因此高频部分女声的并不明显，男声跟女生的效果比较相似。 【自主学习内容】 fft函数的应用 频谱函数的matlab画图。 【阅读文献】 陈后金，薛健，胡健.信号与系统[M].北京：高等教育出版社，2007.? 按抽样频率fs=1/Ts对x(t)抽样可得离散正弦序列x[k] 在下面的实验中，抽样频率fs=8kHz。 (1)对频率为2kHz, 2.2 kHz, 2.4 kHz和 2.6 kHz正弦信号抽样1 秒钟，利用MATLAB函数 sound(x, fs)播放这四个不同频率的正弦信号。 (2)对频率为7.2 kHz, 7.4 kHz, 7.6 kHz和 7.8 kHz正弦信号抽样1 秒钟，利用MATLAB函数 sound(x, fs)播放这四个不同频率的正弦信号。 (3)比较(1)和(2)的实验结果，解释所出现的现象。 【题目分析】利用sound函数播放不同频率的正弦信号，比较频率对声音的影响。 【仿真程序】 %2 f0=input(f0=); fs=8000; k=0:1:10000; x=sin(2*pi*(f0/fs)*k); sound(x,fs); 【仿真结果】 改变频率的值，听到的正弦信号的声音会随之改变，频率在2kHz附近，频率越高，声音越细越尖，7kHz附近也是如此，但是7kHz附近的声音明显比2kHz的声音低沉。 【结果分析】 抽样频率越高，声音越接近正弦原信号，但是同时音量越小。 【自主学习内容】 Sound函数的应用 【阅读文献】 信号与系统.陈后金.北京：高等教育出版社,2007.12 3. 连续时间信号Fourier变换的数值近似计算 连续时间信号频谱计算是信号和系统频域分析的基础。由于实际信号大多无简单的解析表达式，所以必须用近似的方法进行计算。本题的目的对频谱计算中误差的原因进行初步的分析，希望能在计算实际信号频谱的近似计算中起一定的指导作用。 若信号x(t)的非零值在，在可用我们提供的函数ctft近似计算其频谱。函数newctft的调用形式为 [X,f]=newctft(x,Fs) 其中调用变量x 存放信号x(t)的抽样值，Fs表示对连续信号x(t)的抽样频率(Hz)。返回变量X是计算出的信号频谱，f(单位Hz)表示对应的频率点。返回变量X一般是复数，可用函数abs(X)计算出幅度谱，函数angle(X) 计算出相位谱。 (1)取Fs=50Hz, N=1024 近似计算信号的频谱，并和理论值进行比较； (2)若将信号的时域有效宽度定义为 试分析时域有效宽度对近似计算的影响。给出一个由信号时域有效宽度估计近似计算中所需信号长度的经验公式。 (3)定义信号频域有效宽度为 给出一个由信号频域有效宽度估计近似计算中所需抽样频率的经验公式。 【3.1题目分析】【仿真程序】【仿真结果】【结果分析】 %3 TMAX=4; dt=0.001; delta=0.1; t=0:dt:TMAX; m=length(t); N=delta/dt; xt=exp(-1*t); x=xt(1:N:m); Fs=50; [X,f]=newctft(x,Fs); a=abs(X); b=angle(X); %m=length(w); %s=length(t); figure(1); plot(2*pi*f,a); figure(2); plot(2*pi*f,b); %这是开始的程序，不太对，然后按照课本上的方法，得到下程序 function y=sf1(t,w);