信号与系统研讨报告.doc

《信号与系统》 课程研究性学习报告 姓名 学号 指导教师 时间 信号的时域分析专题研讨 【目的】 (1) 掌握基本信号及其特性，了解实际信号的建模。 (2) 掌握基本信号的运算，加深对信号时域分析基本原理和方法的理解，并建立时频之间的感性认识。 (3) 学会仿真软件MATLAB的初步使用方法，掌握利用MATLAB进行信号表示和信号运算。 【研讨内容】 题目1：基本信号的产生，语音的读取与播放 生成一个正弦信号，改变正弦信号的角频率和初始相位，观察波形变化，并听其声音的变化。 生成一个幅度为1、基频为2Hz、占空比为50%的周期方波。 观察一定时期内的股票上证指数变化，生成模拟其变化的指数信号。 分别录制一段男声、女声信号，进行音频信号的读取与播放，画出其时域波形。 【温馨提示】 (1)利用MATLAB函数 wavread(file)读取.wav格式文件。 (2)利用MATLAB函数 sound(x, fs)播放正弦信号和声音信号。 一、生成一个正弦信号，改变正弦信号的角频率和初始相位，观察波形变化，并听其声音的变化。 【题目分析】 正弦信号Acos(w0+φ)和Asin(w0+φ)分别用matlab的内部函数cos和sin表示，其调用形式为 y=A*cos(w0t+phi) y=A*sin(w0t+phi)； 取A=1，w0=2*π，φ=π/6 利用matlab函数 sound（x,fs）播放正弦信号和声音信号。 【仿真程序】 A=1;w0=2*pi;phi=pi/6; t=0:0.01:8; xt=A*sin(w0*t+phi); plot(t,xt) sound(xt) 【仿真结果】 W0=5π时，波形如下 【结果分析】 (1) 随着正弦信号角频率的增加，其波形周期变小，声音音调变高，反之。 生成一个幅度为1、基频为2Hz、占空比为50%的周期方波。 【题目分析】 周期方波信号在matlab中用square函数表示，其调用形式为x=square（w*t，duty_cycle）（duty_cycle是指一个周期内正脉冲的宽度和负脉冲的宽度的百分比）用以产生一个幅度是+1和-1，基波频率为w的矩形脉冲信号。 【仿真程序】 t=-5:0.0001:5; A=1;T=pi;w0=2*pi/T; ft=(1/2)*A*square(w0*t,50)+(1/2); plot(t,ft) axis([-5,5,-1.5,1.5]) 【仿真结果】 观察一定时期内的股票上证指数变化，生成模拟其变化的指数信号。 【题目分析】 观察一段时期的股市变化(从1991年到2009年用1到19代替)，记录同一个月的开盘值，用matlab的离散函数做出其变化图象，并且用指数函数模拟其变化趋势。 【仿真程序】 实际离散变化： k=1:19 xk=[96.3,127.68,238.74,632.54,560.23,749.98,834.23,923.06,1204.98,1138.98,1148.38,2078.34,1643.54,1347.98,1498.34,1289.75,2301.67,2728.89,4584.9]; stem(k,xk) 指数模拟变化： A=203.8;a=0.1497; t=0:0.001:20; xt=A*exp(a*t); plot(t,xt) 【仿真结果】 实际离散变化： 指数模拟变化： 【结果分析】 这段时期的股市开盘值呈指数增长。拟合函数见上面 分别录制一段男声、女声信号，进行音频信号的读取与播放，画出其时域波形。 【题目分析】 利用MATLAB函数 wavread(file)读取.wav格式文件。 【仿真程序】 女声信号 Fs=44100;bits=32; [y,Fs,nbits]=wavread(月光.wav); wavplay(y,Fs) plot(y) 男生信号 Fs=44100;bits=32; [y,Fs,nbits]=wavread(我和你.wav); wavplay(y,Fs) plot(y) 【仿真结果】 女声信号时域波形 男声信号时域波形 【结果分析】 根据时域波形无法区分男声和女声。 但由于我选的是歌曲，并且歌曲的音调不同，所以时域波形有一定的差别。 【自主学习内容】 函数调用语句；模拟函数；音频信号读取与播放函数。 【阅读文献】 [1] 陈后金.信号与系统.[M].人民教育出版社； 【发现问题】 (专题研讨或相关知识点学习中发现的问题)： 根据声