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《音频信号分析与处理运用Matlab实现对音频信号的频谱分析.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、长春理工大学国家级电工电子实验教学示范中心学生实验报告一一学年第学期实验课程实验地点学院专业学号姓名实验项目1号台验实I实验时间:一、实验目的1.掌握音频信号的采集方法2.掌握运用Matlab实现对音频信号的频谱分析3.掌握运用Matlab设计RC滤波系统4.掌握运用Matlab实现对加噪声后的音频信号的进行滤波处理的方法二、实验性质设计性实验三、实验任务1.音频信号的采集音频信号的采集可以通过Windows自带的录音机也可以用专用的录制软件录制一段音频信号（尽量保证无噪音、干扰小），也可以直接复制一段音频信号，但必须保证音频信号保存为.wav的文件。2.音频信号的时域、频域分析运用
2、Matlab软件实现对音频信号的打开操作及信号的时域分析和信号的频域分析，并画出相应的图形（要求图形有标题），并打印在实验报告中（注意：把打印好的图形剪裁下来，粘贴到实验报告纸上）。3.引入T扰信号在原有的音频信号基础上，叠加一个频率为lOOKHz的正弦波干扰信号（幅度自定，可根据音频信号的情况而定）。4.滤波系统的设计运用Matlab实现RC滤波系统,要求加入干扰信号的音频信号经过RC滤波系统后，能够滤除lOOKHz的干扰信号，同时保留原有的音频信号，绘制岀RC滤波系统的冲激响应波形并分析其频谱。四、实验设计(―)分析原信号分析:首先利用MATLAB中函数audioread即[y,
3、Fs]=audioread(?挪威的森林.wav');读取音频文件,其中Fs为采样频率且默认为44100hz,用Samp1eRate=get(hAudio,'SampleRate，);%获取音频文件的采样率KHz,利用myfft可实现傅里叶变变换求出原信号的频谱，从频谱图可以看出原信号的频谱分布主要在(0,7.5*l(T3)Hz并用plot函数输出用play函数播放原音频。引入噪声：根据叠加原理可引入lOOkhz的噪声并用sin(2n*10八5)表示，同样可以myfft可实现傅里叶变变换求出加入噪声后信号的频谱，可知加入噪声后其频谱屮引入了频率约为12kHz的频率分量，是需要滤除的部
4、分。RC滤波：根据以上分析需滤掉的频率分量高于原信号的频率分量故此处采用二阶有源低通滤波器,二阶有源低通滤波器公式II=AO*Wc"2./((j*w)「2+Wc/Q*(j*w)+Wc/2);由于原信号的频谱分布主要在(0,7.5*10^3)Hz,而引入噪声的频谱频率约为12kHz根据二阶有源低通滤波器的原理及幅频响应曲线当等效品质因数Q较小滤波效果更好故Q选为0.5,经试验半选取特征角频率为4000时其滤波效果较好且原信号频谱失真较小，则根据Q=1/(3-A0)得放大倍数A0二1;(二)流程图添加文件读取音频信号播放原信号原信号时域及频域分析频域图滤除噪声示傅里叶变撫得原信好加入噪声
5、后信号的频谱分析播放加入噪V>=0>频域图声后的文件>100kHz噪通过RC滤波器麻的频谱分析播放滤波后的音频结束（三）结果及分析aFigure1-soseenmoEV)aaaumoo)■Ud厶kxC®ZaQB■口•刑訂愴■剋SB从原音频的时域及频域图可以看出原信号的频谱分布主要在（0,7.5*l（T3）Hz引入噪声后其频谱屮引入了频率约为12kIIz的频率分量，是需要滤除的部分。由设计的二阶有源低通滤波器的幅频响应曲线可知其对5khz以上的频率有较好的滤除作用。由滤波以后的频谱可以看出其较好的滤除了噪声而保留了原信号。滤波后的频谱的傅里叶变换得到的吋域波形与原信号的吋域波形几乎
6、一致，说明滤波效果较好。实验程序%音频信号分析与处理%%打开和读取音频文件c1earall;%清除工作区缓存[y,Fs]=audioread(，sh.wav,);%读取音频文件VoiceWav=y(300000:400000,1);%截取音频中的一段波形cleary;%清除缓存hAudio=audioplayer(VoiceWav,Fs);%将音频文件载入audioplayerSamp1eRate=get(hAudio,?SampleRate，);%获取音频文件的采样率KHzT=1/SampleRate;%计算每个点的时间,即采样周期SampLen=size(VoiceWav,1);
7、%单声道采样长度%%绘制时域分析图hFigl=figure(，Units*,'normalized','Position',[00.050.490.85]);t=T:T:(SampLen*T);subplot(2,1,1);%绘制音频波形plot(t,VoiceWav);%绘制波形titleC音频时域波形图');axis([0,2.3,-0.5,0.5]);xlabel(，时间(s)');ylabelC幅值(V)');%显示标题%%傅里叶变换subplot
