信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析

1、信號(hào)與系統(tǒng)課程研究性學(xué)習(xí)手冊(cè)研討內(nèi)容: 信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析信號(hào)的時(shí)域分析專題研討【目的】(1) 掌握基本信號(hào)及其特性，了解實(shí)際信號(hào)的建模。(2) 掌握基本信號(hào)的運(yùn)算，加深對(duì)信號(hào)時(shí)域分析基本原理和方法的理解，并建立時(shí)頻之間的感性認(rèn)識(shí)。(3) 學(xué)會(huì)仿真軟件MATLAB的初步使用方法，掌握利用MATLAB進(jìn)行信號(hào)表示和信號(hào)運(yùn)算?！狙杏憙?nèi)容】題目2：信號(hào)的基本運(yùn)算（語(yǔ)音信號(hào)的翻轉(zhuǎn)、展縮）1） 將原始音頻信號(hào)在時(shí)域上進(jìn)行延展、壓縮，2） 將原始音頻信號(hào)在頻域上進(jìn)行幅度放大與縮小，3） 將原始音頻信號(hào)在時(shí)域上進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，【題目分析】 先截取一段音頻文件，用格式轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)成wavread函數(shù)要求的wav.格式

2、，然后放在matlab中，如下列程序。之后對(duì)這個(gè)音頻信號(hào)按照題目的要求進(jìn)行變換。要注意的是前兩問(wèn)中對(duì)信號(hào)的延展壓縮和對(duì)幅度的放大和縮小時(shí)不一樣的。延展和壓縮時(shí)對(duì)頻率的變化，而幅度變化是加在外面的。最后一題，引入時(shí)間長(zhǎng)度k,最終進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。【仿真程序】（1）原始信號(hào)：figure(1);x,fs,nbits=wavread ('2');x1=x(1:1:end); wavplay(x1,fs); k=1:length(x1);plot(k,x1); 將原始信號(hào)進(jìn)行壓縮：figure(2);x,fs,nbits=wavread ('2');wavplay(x,fs);

3、x2=x(1:2:end);k=1:length(x2);wavplay(x2,fs);plot(k,x2);將原始信號(hào)進(jìn)行延展：figure(2);x,fs,nbits=wavread ('2');wavplay(x,fs);x2=x(1:0.5:end);k=1:length(x2);wavplay(x2,fs);plot(k,x2);（2）將原始信號(hào)幅度放大10倍：figure;x,Fs,bits=wavread('2');wavplay(x,Fs);x3=10*x(1:1:end);wavplay(x3,Fs);k=1:length(x3);plot(k

4、,x3);將原始信號(hào)幅度縮小10倍：figure;x,Fs,bits=wavread('2');wavplay(x,Fs);x3=0.1*x(1:1:end);wavplay(x3,Fs);k=1:length(x3);plot(k,x3);（3）將原始信號(hào)翻轉(zhuǎn)：figure;x,fs,bits=wavread('2');x=x(1:1:end);k=1:length(x);y=fliplr(x);sound(y,fs,bits);plot(-k,x);【仿真結(jié)果】（1）女聲初始語(yǔ)音信號(hào) 將初始信號(hào)壓縮將初始信號(hào)延展 將初始信號(hào)幅度放小為原來(lái)的十分之一 將初始信

5、號(hào)放大為原來(lái)的十倍 將初始信號(hào)翻轉(zhuǎn)（2）男聲初始語(yǔ)音信號(hào) 將初始信號(hào)壓縮將初始信號(hào)延展 將初始信號(hào)幅度放小為原來(lái)的十分之一將初始信號(hào)放大為原來(lái)的十倍將初始信號(hào)翻轉(zhuǎn) 【結(jié)果分析】1.語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行延展和壓縮后，效果有明顯的變化，原來(lái)成熟的女性聲音經(jīng)過(guò)壓縮之后像小女孩的聲音，而經(jīng)過(guò)延展之后變粗像是男人的聲音。 男生的聲音也是，經(jīng)過(guò)壓縮之后聲音變細(xì)，經(jīng)過(guò)延展之后聲音變粗。2.幅度放大與縮小會(huì)影響音頻的聲音高低3.翻轉(zhuǎn)后的效果還比較理想，可以明顯的聽(tīng)出來(lái)音頻是倒著放的?！咀灾鲗W(xué)習(xí)內(nèi)容】1.Wavread與wavplay的應(yīng)用2.MP3格式轉(zhuǎn)換為wav格式3.fliplr函數(shù)及plot函數(shù)的拓展學(xué)習(xí)?！鹃?/p>

6、讀文獻(xiàn)】信號(hào)與系統(tǒng).陳后金.北京：高等教育出版社,2007.12搜索引擎，百度，谷歌【發(fā)現(xiàn)問(wèn)題】 (專題研討或相關(guān)知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題)：1運(yùn)行的時(shí)候不知道怎么控制播放幾遍，有的想播放1次，但是他播放2次。 題目1：系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)域求解1、求一個(gè)RLC電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)2、將原始音頻信號(hào)中混入噪聲，然后用M點(diǎn)滑動(dòng)平均系統(tǒng)對(duì)受噪聲干擾的信號(hào)去噪，改變M點(diǎn)數(shù)，比較不同點(diǎn)數(shù)下的去噪效果【題目分析】1.RLC電路如下圖。則該RLC電路的微分方程為y"(t)+5y'(t)+y(t)=x(t)，輸入的信號(hào)是x(t)=sin(10pit) u(t)。求系統(tǒng) y"(t)+5

7、y'(t)+y(t)=x(t) 的零狀態(tài)響應(yīng)，已知x(t)=sin(10pit)u(t)。2.利用wavread函數(shù)輸入一段音頻樣本。利用(rand(1,R)-0.5)*0.2生成一個(gè)在-0.10.1之間的隨機(jī)噪聲利用b=ones(M,1)/M;a=1;m=filter(b,a,x);對(duì)信號(hào)去噪【仿真程序】ts=0;te=5;dt=0.01;sys=tf(1,1 5 1);t=ts:dt:te;x=sin(10*pi*t);y=lsim(sys,x,t);plot(t,y);xlabel('Time(sec)')ylabel('y(t)')ts=0;te

8、=5;dt=0.01;sys=tf(1,1 5 1);t=ts:dt:te;x=sin(10*pi*t);h=impulse(sys,t);y=conv(x,h);plot(y(te-ts)/dt+1);xlabel('Time(sec)')ylabel('y(t)')R=100000;y,fs,bits=wavread('2',R);k=0:R-1;wavplay(y,fs);d=(rand(R,2)-0.5)*0.2;x=y+d;wavplay(x,fs);figure(1);plot( k,x, 'g-',k,y, '

9、;b-',k,d, 'r-.');xlabel('k'); legend('yk', 'xk','dk');M=5;b=ones(M,1)/M;a=1;y=filter(b,a,x);wavplay(y,fs);figure(2);plot(k,x, 'b-', k,y, 'g-'); xlabel('k');legend('xk', 'yk');零狀態(tài)響應(yīng)： 【仿真結(jié)果】M=5去噪前 去噪后M=10去噪前 去噪后 M=50去噪

10、前 去噪后【結(jié)果分析】從聲音的效果得出去噪后的噪音不明顯。改變M值，M值越小時(shí)去噪強(qiáng)度越小，去噪效果越弱，但同時(shí)原信號(hào)失真也越??；M值越大時(shí)去噪效果越強(qiáng)，但原信號(hào)失真越強(qiáng)?！咀灾鲗W(xué)習(xí)內(nèi)容】1、lsim，rand，filter等函數(shù)用法的拓展性學(xué)習(xí)。2、 了解連續(xù)時(shí)間信號(hào)卷積的原理及其matlab實(shí)現(xiàn)3、 了解連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)響應(yīng)的原理及其matlab實(shí)現(xiàn) 4、 了解離散系統(tǒng)單位脈沖序列響應(yīng)及其matlab實(shí)現(xiàn) 5、了解離散序列卷積和的計(jì)算方法及其matlab實(shí)現(xiàn) 【閱讀文獻(xiàn)】信號(hào)與系統(tǒng).陳后金.北京：高等教育出版社,2007.12其他來(lái)自搜素引擎：谷歌 百度【發(fā)現(xiàn)問(wèn)題】1、 零狀態(tài)響應(yīng)想利用輸入信

11、號(hào)與沖擊信號(hào)的卷積進(jìn)行，利用conv函數(shù)進(jìn)行。 但是發(fā)現(xiàn)結(jié)果與之前的不一致?！締?wèn)題探究】研究性學(xué)習(xí)自我體會(huì)與評(píng)價(jià)通過(guò)研究性學(xué)習(xí)你在哪些方面有所收獲?(如學(xué)習(xí)方法、合作精神、探索精神、創(chuàng)新意識(shí)等)組員1：這次MATLAB研討從前到后花費(fèi)了很多的精力和時(shí)間，從課題確認(rèn)到研討內(nèi)容的學(xué)習(xí)研究再到最后的展示部分的分工和合作，我看到了我們小組每一個(gè)成員的努力和付出。在探討課題的過(guò)程中也遇到過(guò)或大或小的困難，比方說(shuō)用matlab求連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)時(shí)，系統(tǒng)沒(méi)有現(xiàn)成的函數(shù)可以直接求出，所以找了很多的資料來(lái)看最終也沒(méi)有太弄明白，這算是一個(gè)很大的缺憾吧。作為小組長(zhǎng)，這次研討我還是有一些感觸的，一方面組員內(nèi)部

12、的協(xié)調(diào)與合作很重要，另一方面，知識(shí)學(xué)習(xí)的過(guò)程也很重要，這兩方面自己都還需要繼續(xù)努力。團(tuán)隊(duì)合作給了我們一個(gè)很好的不同的思想碰撞的機(jī)會(huì)，讓我們能夠各取所長(zhǎng)。本人簽字： 秦國(guó)英 組員2：研究性學(xué)習(xí)是一項(xiàng)龐大的工程，單憑一人之力是無(wú)論如何也無(wú)法完成的。這時(shí)候我們需要的是合作，是整個(gè)團(tuán)隊(duì)，是大家共同的努力。這讓我們深有體會(huì)，在這次研究性學(xué)習(xí)中，我們也看到了合作的巨大力量。組長(zhǎng)給我們每個(gè)人分配任務(wù)，每個(gè)人都去努力做好自己的那份任務(wù)，最終完成了這次研究性學(xué)習(xí)。其次，研究性學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變了我們的學(xué)習(xí)觀念，和改變我們的學(xué)習(xí)方式。以我的小組而言吧，完成這個(gè)任務(wù)我們要多方面考慮，還要收集有關(guān)資料，再加以運(yùn)用，這自然會(huì)遇到

13、許多麻煩，它給我們很大創(chuàng)新空間和實(shí)踐機(jī)會(huì)，轉(zhuǎn)變我們對(duì)學(xué)習(xí)和生活缺少獨(dú)立思考新發(fā)現(xiàn)的一些依賴觀念，改變我們“死讀書(shū)”的學(xué)習(xí)方式，創(chuàng)造另一種學(xué)習(xí)的風(fēng)氣。本人簽字： 陸曙霞 組員3：通過(guò)本次研究性學(xué)習(xí)，我對(duì)matlab程序的一些基本應(yīng)用有了更深的了解，并能簡(jiǎn)單應(yīng)用matlab進(jìn)行信號(hào)的簡(jiǎn)單變化。同時(shí)，本次的學(xué)習(xí)更讓我明白一個(gè)團(tuán)隊(duì)的合作有多么重要，組員之間積極互動(dòng)密切配合是成功完成研究性學(xué)習(xí)有力保障和堅(jiān)強(qiáng)后盾。本人簽字： 馮丹穎 組員4：通過(guò)這次研究性學(xué)習(xí)，我收獲很多。不但在這次學(xué)習(xí)中認(rèn)識(shí)了其他班級(jí)的同學(xué)，更與他們?cè)谛盘?hào)與系統(tǒng)這門課程的專題研究中共同進(jìn)行了討論。在研究性學(xué)習(xí)中，我們嘗試了許多新的學(xué)習(xí)方

14、法，取得了顯著的效果，在其中培養(yǎng)了我們的團(tuán)隊(duì)精神、合作精神、探索精神，更增強(qiáng)了我們的創(chuàng)新意識(shí)，讓我們受益匪淺。 這次研究性學(xué)習(xí)進(jìn)行得非常融洽，組長(zhǎng)對(duì)每個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行了分工，并對(duì)所有的分散資料進(jìn)行了匯總，制成PPT。對(duì)于有問(wèn)題的細(xì)節(jié)，小組進(jìn)行了集體討論并將其解決。 感謝這次研究性學(xué)習(xí)，讓我收獲很多。本人簽字： 邊沖 組員5：這次研討從分組到展示，花費(fèi)了大家很長(zhǎng)的時(shí)間和精力，通過(guò)這次研討我學(xué)到了很多的東西。這次研討是以小組方式進(jìn)行的，首先要懂得團(tuán)結(jié)協(xié)作，分清各自的任務(wù)，大家遇到不懂得問(wèn)題可以提出來(lái)大家共同解答，共同提高，大家盡量每個(gè)人都能做一點(diǎn)東西。在任務(wù)中一定要確立清晰的思路，自己要干什么，該干什么

15、，題目的分析一定要到位，在編寫(xiě)程序的時(shí)候一定要仔細(xì)認(rèn)真，有時(shí)因?yàn)橐粋€(gè)標(biāo)點(diǎn)的問(wèn)題，程序就不能運(yùn)行。在遇到自己沒(méi)有思路的題目可以通過(guò)查閱資料、請(qǐng)教同學(xué)或者百度一下，把函數(shù)的概念弄清楚后在著手自己的任務(wù)。在制作PPT時(shí)，信號(hào)的圖像時(shí)一定要有對(duì)比，這樣才清晰直觀。對(duì)于matlab這個(gè)軟件來(lái)說(shuō)，真的是太強(qiáng)大啦，對(duì)于我們平時(shí)做的練習(xí)題都可以用這個(gè)軟件來(lái)解決，關(guān)鍵在于好多的東西還不會(huì)，應(yīng)該多研究一下這個(gè)軟件，至少能使自己正常的使用。本人簽字： 楊林方 組員6：通過(guò)這次小組探究學(xué)習(xí)，首先學(xué)習(xí)matlab要有耐心，當(dāng)看書(shū)的時(shí)候看到重要例子的解析時(shí)，要舉一反三。當(dāng)自己遇到問(wèn)題時(shí)，首先要自己思考，要學(xué)會(huì)使用幫助，實(shí)

16、在做不出來(lái)再問(wèn)別人。還有要學(xué)會(huì)搜索引擎，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)很強(qiáng)大，可以找到很多資料。在探究學(xué)習(xí)中，要多動(dòng)手寫(xiě)程序調(diào)試，要善于總結(jié)，要大膽嘗試，要多與隊(duì)員討論，不要單純的一個(gè)人獨(dú)自研究。畢竟集體的力量比自己一人精神強(qiáng)大。關(guān)于探究精神，我們要大膽創(chuàng)新，沒(méi)有嘗試過(guò)怎么知道這個(gè)程序可不可運(yùn)行，實(shí)踐出真知，只有通過(guò)自己嘗試才能更加了解更加徹底的明白每個(gè)程序的用法。 本人簽字： 劉舒媛 在接觸matlab之后，我發(fā)現(xiàn)matlab語(yǔ)法簡(jiǎn)單，易于繪制圖形，編程也非常容易。并且功能強(qiáng)大的開(kāi)放式的toolbox。 因此,盡管我一直沒(méi)有這方面的應(yīng)用,但是我還是對(duì)它非常感興趣。通過(guò)這次的研究性學(xué)習(xí)，我叢書(shū)上和網(wǎng)上查找了許多關(guān)于

17、matlab的內(nèi)容，也鞏固了信號(hào)與系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)。在我看來(lái)，matlab與C語(yǔ)言差不多，都是有關(guān)編程的，只要知道并能熟練運(yùn)用，就能編寫(xiě)出信號(hào)程序，把不同的聲音信號(hào)作出各種各樣的變化，最后自己也學(xué)習(xí)到了更多的知識(shí)，終身受益?？傊?，通過(guò)這次研究性的學(xué)習(xí)，我深切感受到學(xué)習(xí)matlab的重要性。 本人簽字： 宋帥 首先從學(xué)習(xí)方法上來(lái)說(shuō)，我發(fā)現(xiàn)在遇到?jīng)]見(jiàn)過(guò)或不懂的知識(shí)時(shí)，不要輕易放棄，要去尋找解決的方法，比如認(rèn)真看數(shù)，許多東西書(shū)上都有；還有就是自己不斷探索，只有把所有錯(cuò)誤的可能排除，才有可能得到正確的答案。 接著說(shuō)一下合作精神，一個(gè)人的力量是渺小的，只有大家的力量才是無(wú)限的，所以遇到問(wèn)題自己又解決不了，要多和同學(xué)交流，不懂就問(wèn)。這就強(qiáng)調(diào)同學(xué)之間的合作精神，在和同學(xué)合作的時(shí)候要真誠(chéng)相待，勇于說(shuō)出自己的想法，大膽和大家交流。 接著是探索精神，遇到問(wèn)題首先要多看書(shū)，自己探索，其實(shí)許多東西書(shū)上都有。自己能解決的問(wèn)題千萬(wàn)不要太依賴別人，如果長(zhǎng)期只想著依賴別人，自己永遠(yuǎn)不會(huì)進(jìn)步，許多東西只有自己親自探索后才會(huì)有深刻的印象，才會(huì)有更深的理解。 最后是創(chuàng)新意識(shí)，談到