数字信号的产生和基本运算

DSP实验报告

实验名称：实验一数字信号的产生和基本运算

1．实验要求

(1) 常用数字信号序列的产生：

熟悉Matlab 产生数字信号的基本命令，加深对数字信号概念的理解，并能够用Matlab 产生和绘制出一些常用离散信号序列。

请用Matlab 画出下列序列的波形（-10

a) δ(n)

b) 单位阶跃序列2 u(n-5)

c) 矩形序列R(n)

d) y(n)＝2sin(0.3πn)+ 0.5cos2(0.6πn)

(2) 数字信号的基本运算：

加、减、尺度（乘除）和移位是数字信号处理中最基本的算术运算，将上述基本序列进行这些基本运算，得到多个序列构成的组合序列。

请用您的计算机声卡采用一段您自己的声音x(n)，长度为45秒，单声道，取样频率44.1kHz，16bit/样值，然后与给定的一段背景音乐y(n) 按下式叠加为一个声音信号z(n)：

=+

z n x n y n

()0.7()0.3

要求：

a)在同一个Figure 中,画出采集声音x(n)、背景音乐y(n)和混音z(n) 的时域波

形；

b)保存混音文件z(n) （wav 格式）；

c)提交实验报告时，请把声音文件转换为mp3 格式，图像转换为JPEG 格式，

以节省存储空间。

2. 程序分析

第一部分：

1、δ(n)函数实现

% create impulse function

function[x,n]=impseq(n0,n1,n2)

%This function should be used to create a impseq array

%It return 1 at n0 ,and return 0 at other place

%You should set the arguments as: n1

if((n0n2)|(n1>n2))

error('Arguments must satisfy n1<=n0<=n2')

end

n=[n1:n2];

x=[(n-n0)==0];

2、阶跃函数u（n）的实现

%create u(n)

function [x,n]=stepseq(n0,n1,n2)

%This function should be used to create a u(n) array

%It return 1 when n>=n0 ,and return 0 at other place

%You should set the arguments as: n1

if((n0n2)|(n1>n2))

error('Arguments must satisfy n1<=n0<=n2')

end

n=[n1:n2];

x=[(n-n0)>=0];

3, 窗函数R(n)的实现

%create R(n)

function [y,n]=R(n1,left,right,n2)

%This function should be used to create a R(n) array

%It return 1 when left<=n

if(n1>left||left>right||right>n2)

error('Arguments must satisfy ns<=left<=right<=nf') end

n=[n1:n2];

y=[n>=left]-[n>=right];

4、程序主代码

clear

y1=impseq(0,-10,10);

y2=stepseq(5,-10,10)*2;

y3=R(-10,-5,5,10);

n=-10:1:10;temp=-10:0.1:10;

y4=2*sin(0.3*pi*n)+0.25+0.25*cos(1.2*pi*n);

y5=2*sin(0.3*pi*temp)+0.25+0.25*cos(1.2*pi*temp); subplot(2,2,1),stem(n,y1,'r','s'),title('δ(n)');

subplot(2,2,2),stem(n,y2,'g','*'),title('u(n)');

subplot(2,2,3),stem(n,y3,'c','o'),title('R(n)');

subplot(2,2,4),stem(n,y4,'m','x'),hold on,

plot(temp,y5,':'),title('2sin(0.3pi*n)+0.5cos2(0.6pi*n)');

5、运行结果

第二部分：

1、各个函数求和

clear

y1=impseq(0,-10,10);

y2=stepseq(5,-10,10)*2;

y3=R(-10,-5,5,10);

n=-10:1:10;

y4=2*sin(0.3*pi*n)+0.5*cos(0.6*pi*n);

z1=y1+y2;

z2=y3+y4;

z3=y1*2;

subplot(3,1,1),stem(n,z1,'r','s'),title('δ(n)+2u(n-5)');

subplot(3,1,2),stem(n,z2,'m','*'),

title('2sin(0.3pi*n)+0.5cos(0.6pi*n)+R(n)');

subplot(3,1,3),stem(n,z3,'c','x'),title('2*δ(n) ');

运行结果

2、音频处理

clear

[record,fs]=audioread('C:\Users\LYiFan\Desktop\record.mp3'); [background,fs]=audioread('C:\Users\LYiFan\Desktop\background.mp3'); x=record((fs*0+1:fs*45),:);%录音

y=background((fs*0+1:fs*45),:);

z=0.7*x+0.3*y;

subplot(3,1,1),plot(x),title('record');

subplot(3,1,2),plot(y),title('background');

subplot(3,1,3),plot(z),title('music');

audiowrite('C:\Users\LYiFan\Desktop\music.wav',z,fs);

运行结果

3. 总结

新版本的matlab不能用wavread和wavwrite，要改成audioread和audiowrite。两者的用法不太一样，百度也查不到，弄了很久才明白。