信號與系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)-基于matlab回波的產(chǎn)生與消除課程設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

信號與系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)課程名稱：信號與系統(tǒng)題目名稱：回波的產(chǎn)生與消除系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院：…………專業(yè)班級：……….學(xué)號：…….學(xué)生姓名：…….指導(dǎo)教師：……..201.年12月23日摘要MATLAB語言具備高效、可及推理能力強(qiáng)等特點(diǎn),是目前工程界流行最廣泛的科學(xué)計(jì)算語言。信號與系統(tǒng)是一門理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的課程。MATLAB強(qiáng)大的運(yùn)算和圖形顯示功能，可使信號與系統(tǒng)上機(jī)實(shí)驗(yàn)效率大大提高。特別是它的頻譜分析和濾波器分析與設(shè)計(jì)功能很強(qiáng)，使數(shù)字信號處理工作變得十分簡單，直觀。本實(shí)驗(yàn)就是運(yùn)用MATLAB對聲音信號進(jìn)行分析與濾波，并估計(jì)反射物距離。關(guān)鍵詞：MATLAB；聲音信號；回波產(chǎn)生，回波消除，估計(jì)反射物距離，頻譜分析；濾波器。一.設(shè)計(jì)要求(1)利用聲音信號x產(chǎn)生帶有回聲的聲音信號y。(2)從帶有回聲的信號y中消除回聲。(3)從y中估計(jì)反射物的距離二.設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟理論依據(jù)根據(jù)設(shè)計(jì)要求分析系統(tǒng)功能，掌握設(shè)計(jì)中所需理論（采樣頻率、采樣位數(shù)的概念，采樣定理；回聲信號，卷積，相關(guān)分析；時(shí)域信號的FFT分析；數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)原理和方法）。聲音信號x的產(chǎn)生：聲音信號x，既可以從現(xiàn)成的聲音文件（.wav）中獲?。灰部梢岳肕ATLAB錄音命令現(xiàn)行錄制（可自行設(shè)置采樣頻率等錄音參數(shù)）。我們直接利用現(xiàn)成的聲音文件（login.wav），繪制其時(shí)域波形，對此音頻信號用FFT作譜分析并播放。聲音信號x的產(chǎn)生程序與圖形分析如下：[x,fs]=wavread('login');figure(1);subplot(3,1,1);plot(x(1:40000));title('原始信號');y=fft(x);subplot(3,1,2);plot(abs(y));title('幅值');subplot(3,1,3);plot(angle(y));title('相位');sound(x,fs);圖1帶回聲的聲音信號y產(chǎn)生：在已有聲音信號x的基礎(chǔ)上產(chǎn)生帶回聲的聲音信號，可以表達(dá)為在原信號的基礎(chǔ)上疊加其延時(shí)衰減的分量。假設(shè)只有一個(gè)回聲的情況下，可簡化其模型為：y(n)=x(n)+ax(n-N)（式1）a為反射系數(shù)；N為延遲時(shí)間。利用此原理我們進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)：(1)在我們編程實(shí)現(xiàn)回波產(chǎn)生的基礎(chǔ)上，再繪制其時(shí)域波形，對其進(jìn)行FFT頻譜分析，繪制頻譜圖并播放。(2)分別改變反射系數(shù)a和延遲時(shí)間N的大小，播放產(chǎn)生的回聲信號y，分析反射系數(shù)a和延遲時(shí)間N對原始聲音的影響。(3)按照以上思路，當(dāng)有兩個(gè)、三個(gè)或更多回聲,我門這兒討論三個(gè)回聲時(shí)的情況(1)我們編程實(shí)現(xiàn)了一個(gè)回聲信號的聲音信號y，程序與圖形分析如下（并播放）：此處，N=,a=0.7[x,fs]=wavread('login');x1=x(1:40000);x2=x(1:40000);x1=[x1',zeros(1,18000)];x2=[zeros(1,18000),0.7*x2'];y=x1+x2;figure(2);subplot(3,1,1);plot(y(1:58000));title('回聲');y1=fft(y);subplot(3,1,2);plot(abs(y1));title('幅值');subplot(3,1,3);plot(angle(y1));title('相位');sound(y,fs);圖2(2)eq\o\ac(○,1)保持N不變，改變a大小分析聲音信號并播放：我們?nèi)=,a從0.1到1：觀察每個(gè)情況下聲音信號的變化：回聲信號的強(qiáng)度隨著a的增大而變大eq\o\ac(○,2)保持a不變，改變N大小分析聲音信號并播放：我們?nèi)=0.7，N從10000到50000觀察每個(gè)情況下聲音信號的變化：N的值不能太大也不能太小，當(dāng)N大于40000或小于180000時(shí)將當(dāng)N在18000到40000這個(gè)范圍內(nèi)取值時(shí)，隨著N的增大回聲與原來的聲音信號之間的時(shí)間間隔越（3)有三個(gè)回聲的信號y的產(chǎn)生程序與圖形分析如下：[x,fs]=wavread('login');x1=x(1:40000);x2=x(1:40000);x3=x(1:40000);x4=x(1:40000);x1=[x1',zeros(1,18000)];x2=[zeros(1,6000),0.7*x2',zeros(1,12000)];x3=[zeros(1,12000),0.4*x3',zeros(1,6000)];x4=[zeros(1,18000),0.1*x4'];y=x1+x2+x3+x4;figure(2);subplot(3,1,1);plot(y(1:58000));title('回聲');y1=fft(y);subplot(3,1,2);plot(abs(y1));title('幅值');subplot(3,1,3);plot(angle(y1));title('相位');sound(y,fs);圖33.從帶有回聲的聲音信號中恢復(fù)原信號設(shè)計(jì)合適的濾波器，對帶有回聲的聲音信號進(jìn)行濾波，恢復(fù)原信號。繪制所設(shè)計(jì)濾波器的幅頻和相頻特性，及濾波后的信號的時(shí)域波形和頻譜圖。我們這兒就只討論有三個(gè)回聲的情況：恢復(fù)信號程序與圖形分析如下：b=1;a=zeros(1,18000);a(1)=1;a(6001)=0.7;a(12001)=0.4;a(18001)=0.1;z1=filter(b,a,y);z2=fft(z1,1024);figure(3);subplot(3,1,1);plot(abs(z2));title('濾波幅值');subplot(3,1,2);plot(angle(z2));title('濾波相位');subplot(3,1,3);plot(z1(1:40000));title('濾波信號');sound(z1,fs);圖44.從帶有回聲的聲音信號中估計(jì)反射物的距離采用相關(guān)分析法從帶有回聲的聲音信號中估計(jì)反射物的距離我們這兒也是從三個(gè)回聲的情況下考慮的：程序如下:h=xcorr(y);figure(4);subplot(5,1,1)plot(abs(h));title('最值');h1=h(56000:60000);[r1,t1]=max(h1');t1=t1+56000;subplot(5,1,2);plot(h1);title('點(diǎn)1');h2=h(62000:66000);[r2,t2]=max(h2);t2=t2+62000-t1;subplot(5,1,3);plot(h2);title('點(diǎn)2');h3=h(68000:72000);[r3,t3]=max(h3);t3=t3+68000-t1;subplot(5,1,4);plot(h3);title('點(diǎn)3');h4=h(74000:78000);[r4,t4]=max(h4);t4=t4+74000-t1;subplot(5,1,5);plot(h4);title('點(diǎn)4');t=[t2,t3,t4]通過編程計(jì)算出三個(gè)延時(shí)的結(jié)果如下所示：t=[t2,t3,t4]t=60001200018000L=V·n/f三、參考文獻(xiàn)[1]高西全、丁玉美編著《數(shù)字信號處理》西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2008.[2]丁玉美、高西全編著《數(shù)字信號處理學(xué)習(xí)指導(dǎo)》西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2001.[3]鄭君里等編《信號與系統(tǒng)》北京:高等教育出版社，2000.[4]羅軍輝等編著《MATLAB7.0在數(shù)字信號處理中的應(yīng)用》北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.[5]陳懷琛等編著《MATLAB及在電子信息課中的應(yīng)用》北京：電子工業(yè)出版社，2002.四、總結(jié)這次的課程設(shè)計(jì)是我第一次真正自己認(rèn)真參與的一次實(shí)踐，在做的過程中遇到了很多問題，尤其是怎樣把書本上學(xué)到的東西真正的用來解決工程問題。會做題跟實(shí)際問題的解決根本就是兩回事。剛開始做的時(shí)候一點(diǎn)MATLAB都不懂，不過通過這次課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，對于matlab的強(qiáng)大功能有了初步的了解，同時(shí)也熟悉了如何用matlab進(jìn)行編程來解決一些聲音信號的相關(guān)問題雖然做的時(shí)間較長，做的過程比較辛苦，但是從中的確學(xué)到很多適用的東西?；贑8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號檢測儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計(jì)數(shù)器自動(dòng)換樣功能的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)基于51單片機(jī)的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)在擠壓機(jī)上的應(yīng)用MSP430單片機(jī)在智能水表系統(tǒng)上的研究與應(yīng)用基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用單片機(jī)在高樓恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用基于ATmega16單片機(jī)的流量控制器的開發(fā)基于MSP430單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)及智能網(wǎng)絡(luò)水表的設(shè)計(jì)基于MSP430單片機(jī)具有數(shù)據(jù)存儲與回放功能的嵌入式電子血壓計(jì)的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的氨分解率檢測系統(tǒng)的研究與開發(fā)鍋爐的單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)控制的電磁振動(dòng)式播種控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)技術(shù)的WDR-01型聚氨酯導(dǎo)熱系數(shù)測試儀的研制一種RISC結(jié)構(gòu)8位單片機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的