0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
3．下面是解调以后和进行低通滤波以后的时域和频域波形
解调信号时域 2 1 0.2 0.15 解调信号频谱
幅度
0 -1 -2 -2
幅度
-1 0 1 时 间 （ s） 2
0.1 0.05 0 -2
-1
0 1 频 率 （ HZ）
2 x 10
4
滤波后信号时域 2 1 0.2 0.15
1．实验过程中，会听到三段声音，第一次是原始的语音信号，第二次是加了噪 声以后的语音信号，第三次是通过低通滤波器滤波以后的语音信号，可以听 到，三段声音并没有多大区别，只是加了噪声以后会听到一点点的“沙沙” 声，而对原始语音信号进行低通滤波后，信号没有失真很小； 2. 下面各图分别是原始信号，加了噪音以后信号，幅度调制以后信号的时域波 形和频域波形， 可以看到， 加了噪声以后， 时域和频域波形和原始信号相比， 并没有多大的变化，所加的噪音对原始信号的影响是很小的，所以我们可以 听到加了噪音以后，语音信号失真并不明显；而进行幅度调制以后，时域波 形看起来变化不明显，而由频谱图可以看出，频率向高频搬移，这和理论是 一致的；
0
2000
4000
6000 频率
8000
10000
12000
4． 下图是要对原始信号进行滤波的低通滤波器，由于原始信号能量多集中在低
频，可知想见，经过低通滤波器进行滤波后，滤波后的信号和原始信号并没有多 大的变化；
FIR低 通 滤 波 器 1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
0.1
0.2
0.3
语音信号处理综合实验
电子信息科学与技术
一：实验目的 通过利用 matlab 设计仿真实验，理解如下知识点： 1. 信号的采样及混迭 2. 信号的频谱分析 3. 信号的幅度调制解调的方法 4. 理想滤波器的时频域特性 5. 数字滤波器的设计 二：实验要求 1. 录制一段个人自己的语音信号 2. 采用合适的频率，对录制的信号进行采样，画出采样后语音信号的时域波形 和频谱图 3. 给原始语音信号加噪声，画出加噪声后的语音信号和频谱图 4. 设计一个频域的理想带通信道 5. 对这语音信号进行幅度调制，画出调制后的语音信号和频谱图 6. 利用理想带通信道对信号进行传输 7. 对接受到的信号进行解调，画出解调后的语音信号和频谱图 8. 设计性能良好的滤波器对信号进行滤波 9. 对语音进行回放，并与滤波后的语音信号进行对比 三： 实验过程 1．首先利用 windows 操作系统自带的录音机录取一段声音， 保存为 ‘cjh.wav’ ； 再利用 wavread 函数将这个语音文件读进 matlab 中， 然后对这段语音进行采 样，采样频率为 fs=22050Hz，语音持续时间为 2.5s,用 sound 函数听这段语 音信号； 2．用 plot 函数画出这段语音信号的时域波形，用 fftshift 函数对信号进行快 速傅里叶变换，并调整 y 轴的幅度，画出原始信号的频谱图； 3． 为了给原始信号加噪声，用randn函数产生一段随机噪声，然后加到原始信
原始信号时域 1 0.2
原始信号频谱
幅度
0 -1 -2 -1 0 1 时 间 （ s） 2
幅度
0.1 0 -2 -1 0 1 频 率 （ HZ） 2
4
加入噪声后信号时域 2 0.2
x 10 加入噪声后信号频谱
幅度
0 -2 -2 -1 0 1 时 间 （ s） 2
幅度
0.1 0 -2 -1 0 1 频 率 （ HZ） 2 x 10
09380049
陈俊浩
号中，然后用sound函数听加了噪音以后的信号，和原始信号相对比，可听 到有一些“沙沙”的噪声；用plot函数画出加了噪音以后的时域波形，然后 再将其进行快速傅里叶变换，然后画出其频域波形 4．直接用 matlab 的逻辑语句，设计一个理想的带通信号，其截至频率为 fl=4000Hz,fh=8000Hz； 5．设定载波频率，用 matlab 的 modulate 函数对其进行幅度调制，画出调制 以后的信号的时域波形，然后再将其通过傅里叶变换，然后画出其频谱图； 6．用 matlab 中的 demod 函数将已经调制以后的信号进行解调， 在用和上述一致 的方法画出解调以后的时域和频域波形； 7．由于人的声音频率一般比较低，而且由画出来的原始信号的频域波形可知， 信号的能量都集中在低频的范围，我们可以考虑设计一个低通滤波器对其进 行滤波，然后将滤波以后的信号就行回放，与原始信号进行对比。 四 : 实验结果
4
调幅信号时域 2 0.1
调幅信号频谱
幅度2
幅度
0.05 0 -2 -1 0 1 频 率 （ HZ） 2 x 10
4
3．下图是一理想的带通滤波器，其截至频率分别为 4000Hz 和 8000Hz；
带通滤波器 1 0.9 0.8 0.7 0.6
幅值
0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
滤波后信号频谱
幅度
0 -1 -2 -2
幅度
-1 0 1 时 间 （ s） 2
0.1 0.05 0 -2
-1
0 1 频 率 （ HZ）
2 x 10
4
将上面的图和前面的原始信号的时域波形和其频谱图进行对比，可以看出，经过 调制和解调后的信号， 和原始信号几乎是一样， 所以我们的调制和解调是成功的； 而进行低通滤波后得到的信号， 和原始信号对比，只留下了在低频附近的一段信 号， 但是低频集中了原始信号的绝大多数能量，所以经过低通滤波器滤波以后的 信号和原始信号听起来也几乎是一样的。 五． 思考和总结 1.当有两段语音信号，为使得两段语音信号在传输过程中不相互干扰，这时我们 可以考虑对这两段信号分别进行幅度调制，但载波的频率相距较远，然后分别对 调制以后的信号进行传输， 到接收端以后再将这两短信号进行解调，然后就可以 分别得到这两短信号了。 2. 如果信道不理想，而是具有多径干扰的通信信道，那么将得到的进行回放， 会听到信号和原始语音信号听起来和不一样，这是由于失真很严重造成的。 3. 此次试验花了我较长时间，主要是对快速傅里叶变化函数 fft 不太熟悉，查 了很久资料，感觉得出的答案和理论不甚符合，最后用 fftshift 函数终于将其 横轴的频率信号校对准确了。 而且对带通信号和低通信号对原始信号的传输那段 也不是很熟悉。幸亏我的同学给了我一些资料。