信号与系统实验报告7 Wav 信号的波形分析与合成
wav信号波形分析合成(00002)
subplot(2,1,1>
plot(maxsin>。
title('重构的信号'>。
subplot(2,1,2>。
plot(yr1024>。
title('原始信号'>。
MAXSIN=zeros(1,1024>。
MAXSIN(peaki>=maxpeak。
MAXSIN(1026-peaki>=maxpeak。
maxsin=100*ifft(MAXSIN>。
figure('numbertitle','off','name',’用最大正弦分量重构信号’>。
subplot(2,1,1>
阵进行逐列的FFT的结果。
5. ifft
功能：离散傅立叶反变换。
基本调用格式：
y = ifft(X,n>返回对矢量X进行n点离散傅立叶反变换的结果。同样利用
FFT算法进行具体计算，若X为矩阵，返回结果为逐列离散傅立叶反变换的
Y矩阵。
四、实验内容
本实验利用matlab提供的工具来采集和分析声音信号的频谱，由以下几个
plot(linspace(-pi,pi,1024>,fftshift(abs(fft(seg>>&二、实验操作部分
1.实验数据、表格及数据处理
2.实验操作过程<可用图表示）
3.实验结论
思考题：
分别录制男生和女生发元音“a”的声音，通过对音频文件的频谱分析对比
信号波形发生与合成实验
信号波形发生与合成实验摘要本系统主要以TL081A运放为核心，由方波发生器、滤波分频电路、移相电路、加法器电路模块组成。
实现了产生多个不同频率的正弦信号与基于多个正弦波合成方波信号的电路功能。
系统基本工作过程为：1kHz方波信号通过低通滤波器和带通滤波器得到按傅里叶级数展开的1kHz基波正弦波信号和3kHz三次谐波正弦波信号。
而后将基波信号通过移相电路使其相位调整到与三次谐波相同，然后通过加法电路将信号合成近似的方波信号。
输出波形结果表明，系统合成波形符合理论傅里叶分析结果，比较准确。
正弦波及合成波的幅值测试误差小于5%，符合题目要求。
关键词：方波发生器；傅里叶级数；分频；滤波；移相一．总体方案设计及论证1.1题目设计任务设计制作一个电路，能够产生多个不同频率的正弦信号，并将这些信号再合成为近似方波信号。
系统框图如下图所示：矩形波基波三次谐波移相后基波合成信号正弦波产生实验方波合成实验具体要求：1.2 方案论证比较1.2.1 系统总体方案方波发生电路产生1kHz方波，对其中的基波和三次谐波分量进行提取，1kHz 基波可用截止频率为1kHz的巴特沃斯低通滤波器滤波得到，3kHz谐波可用中心频率设为3kHz的高Q值带通滤波器滤波得到。
最后再经相位调整重新合成近似方波。
1.2.2方波振荡电路的选择本系统中的方波发生电路是实现后续各级电路功能的基础，对频率准确度和稳定度的要求较高。
方案一：555定时器组成的多谐振荡器，直接调节至1KHz左右的对称方波。
此方案成本低廉，实现方便，但其稳定性容易受到外部元件的影响，在振荡频率较高时频率稳定度不够。
方案二：使用石英晶振组成高稳定度的频率参考源，并使用计数器和集成锁相环芯片构成分频/倍频环，以产生1KHz的方波。
该方法产生的信号稳定度高，但需要搭建石英晶体振荡电路，并进行锁相环分频、倍频，电路较复2.3基波滤波电路2.3.1 电路组成及工作原理滤波电路是一种能使有用信号通过而抑制无用频率信号的电子装置。
《信号与系统》课程实验报告
《信号与系统》课程实验报告《信号与系统》课程实验报告一图1-1 向量表示法仿真图形2．符号运算表示法若一个连续时间信号可用一个符号表达式来表示，则可用ezplot命令来画出该信号的时域波形。
上例可用下面的命令来实现（在命令窗口中输入，每行结束按回车键）。
t=-10:0.5:10;f=sym('sin((pi/4)*t)');ezplot(f,[-16,16]);仿真图形如下：图1-2 符号运算表示法仿真图形三、实验内容利用MATLAB实现信号的时域表示。
三、实验步骤该仿真提供了7种典型连续时间信号。
用鼠标点击图0-3目录界面中的“仿真一”按钮，进入图1-3。
图1-3 “信号的时域表示”仿真界面图1-3所示的是“信号的时域表示”仿真界面。
界面的主体分为两部分：1) 两个轴组成的坐标平面（横轴是时间，纵轴是信号值）；2) 界面右侧的控制框。
控制框里主要有波形选择按钮和“返回目录”按钮，点击各波形选择按钮可选择波形，点击“返回目录”按钮可直接回到目录界面。
图1-4 峰值为8V，频率为0.5Hz，相位为180°的正弦信号图1-4所示的是正弦波的参数设置及显示界面。
在这个界面内提供了三个滑动条，改变滑块的位置，滑块上方实时显示滑块位置代表的数值，对应正弦波的三个参数：幅度、频率、相位；坐标平面内实时地显示随参数变化后的波形。
在七种信号中，除抽样函数信号外，对其它六种波形均提供了参数设置。
矩形波信号、指数函数信号、斜坡信号、阶跃信号、锯齿波信号和抽样函数信号的波形分别如图1-5～图1-10所示。
图1-5 峰值为8V，频率为1Hz，占空比为50%的矩形波信号图1-6 衰减指数为2的指数函数信号图1-7 斜率=1的斜坡信号图1-8 幅度为5V，滞后时间为5秒的阶跃信号图1-9 峰值为8V，频率为0.5Hz的锯齿波信号图1-10 抽样函数信号仿真途中，通过对滑动块的控制修改信号的幅度、频率、相位，观察波形的变化。
信号与系统实验实验报告
信号与系统实验实验报告一、实验目的本次信号与系统实验的主要目的是通过实际操作和观察，深入理解信号与系统的基本概念、原理和分析方法。
具体而言，包括以下几个方面：1、掌握常见信号的产生和表示方法，如正弦信号、方波信号、脉冲信号等。
2、熟悉线性时不变系统的特性，如叠加性、时不变性等，并通过实验进行验证。
3、学会使用基本的信号处理工具和仪器，如示波器、信号发生器等，进行信号的观测和分析。
4、理解卷积运算在信号处理中的作用，并通过实验计算和观察卷积结果。
二、实验设备1、信号发生器：用于产生各种类型的信号，如正弦波、方波、脉冲等。
2、示波器：用于观测输入和输出信号的波形、幅度、频率等参数。
3、计算机及相关软件：用于进行数据处理和分析。
三、实验原理1、信号的分类信号可以分为连续时间信号和离散时间信号。
连续时间信号在时间上是连续的，其数学表示通常为函数形式；离散时间信号在时间上是离散的，通常用序列来表示。
常见的信号类型包括正弦信号、方波信号、脉冲信号等。
2、线性时不变系统线性时不变系统具有叠加性和时不变性。
叠加性意味着多个输入信号的线性组合产生的输出等于各个输入单独作用产生的输出的线性组合；时不变性表示系统的特性不随时间变化，即输入信号的时移对应输出信号的相同时移。
3、卷积运算卷积是信号处理中一种重要的运算，用于描述线性时不变系统对输入信号的作用。
对于两个信号 f(t) 和 g(t)，它们的卷积定义为：＼（f g)（t) ＝＼int_{＼infty}＾｛＼infty} f(＼tau) g(t ＼tau) d\tau ＼在离散时间情况下，卷积运算为：＼（f g)n ＝＼sum_{m ＝＼infty}＾｛＼infty} fm gn m ＼四、实验内容及步骤实验一：常见信号的产生与观测1、连接信号发生器和示波器。
2、设置信号发生器分别产生正弦波、方波和脉冲信号，调整频率、幅度和占空比等参数。
3、在示波器上观察并记录不同信号的波形、频率和幅度。
信号与系统实验报告
信号与系统实验实验一 常用信号分类与观察一、实验目的1、了解单片机产生低频信号源2、观察常用信号的波形特点及产生方法。
3、学会使用示波器对常用波形参数的测量。
二、实验仪器1、20MHz 双踪示波器一台。
2、信号与系统实验箱一台。
三、实验容1、信号的种类相当的多，这里列出了几种典型的信号，便于观察。
2、这些信号可以应用到后面的“基本运算单元”和“无失真传输系统分析”中。
四、实验原理对于一个系统特性的研究，其中重要的一个方面是研究它的输入输出关系，即在一特定的输入信号下，系统对应的输出响应信号。
因而对信号的研究是对系统研究的出发点，是对系统特性观察的基本手段与方法。
在本实验中，将对常用信号和特性进行分析、研究。
信号可以表示为一个或多个变量的函数，在这里仅对一维信号进行研究，自变量为时间。
常用信号有：指数信号、正弦信号、指数衰减正弦信号、抽样信号、钟形信号、脉冲信号等。
1、正弦信号：其表达式为)sin()(θω+=t K t f ，其信号的参数：振幅K 、角频率ω、与初始相位θ。
其波形如下图所示：图 1 正弦信号2、指数信号：指数信号可表示为atKetf=)(。
对于不同的a取值，其波形表现为不同的形式，如下图所示：图 2 指数信号3、指数衰减正弦信号：其表达式为⎪⎩⎪⎨⎧><=-)0()sin()0()(ttKettfatω其波形如下图：图 3 指数衰减正弦信号4、抽样信号：其表达式为：sin()tSa tt=。
)(tSa是一个偶函数，t = ±π,±2π,…,±nπ时，函数值为零。
该函数在很多应用场合具有独特的运用。
其信号如下图所示：图4 抽样信号5、钟形信号（高斯函数）：其表达式为：2()()tf t Ee-τ= ， 其信号如下图所示：图 5 钟形信号6、脉冲信号：其表达式为)()()(T t u t u t f --=，其中)(t u 为单位阶跃函数。
7、方波信号：信号周期为T ，前2T 期间信号为正电平信号，后2T期间信号为负电平信号。
波形的合成与分析实验报告
实验一波形的合成与分析
一、实验目的
1、加深了解信号分析的手段之一的傅立叶变换的基本思想和物理意义
2、观察和分析由多个幅值和相位成一定关系的正弦波信号叠加的合成波分析
3、观察和分析频率、幅值相同，相位角不同的正弦波叠加的合成波形
4、通过本实验熟悉信号的合成分析原理，了解信号频谱的含义
二、实验原理
按傅立叶原理分析，任何周期信号都可用一组三角函数｛sin（2pi*nft）cos(2pi*nft)｝的组合表示，也就是说，可以用一组正弦波和余弦波来合成任意形状的周期信号
周期方波由一系列频率成分成谐波关系，幅值成一定比例，相位角为0的正弦波叠加合成在实验过程中可以通过设计一组奇次正弦波来完成方波信号的合成
三、实验内容
用前六项谐波近似合成一个频率为100Hz、幅值为600的方波
四、实验仪器和设备
1、计算机
2、DRVI快速可重组虚拟仪器平台
五、实验结果信号截图
1、时域信号图
2、频域信号图
频域信号图分析时的实验装配图
三角波
三角波实验装配图
锯齿波
锯齿波实验装配图
实验基本完成，成绩良好。
wav信的波形分析与合成
MAXSIN(peaki)=maxpeak;
MAXSIN(1026-peaki)=maxpeak;
maxsin=100*ifft(MAXSIN);
figure('numbertitle','off','name',’用最大正弦分量重构信号’);
subplot(2,1,1)
title('FFT后幅频特性的fftshift')
%fs=1024
YR1024=fft(yr,1024);
figure('numbertitle','off','name','1024点FFT');
subplot(2,1,1)
plot(linspace(-pi,pi,1024),abs(YR1024))%FFT的幅频特性
figure('numbertitle','off','name',’用最大正弦分量重构信号’);
subplot(2,1,1)
plot(maxsin);
title('重构的信号');
subplot(2,1,2);
plot(yr1024);
y = wavrecord(duration*fs, fs, format);%录制两秒mic声音
wavwrite(y, fs, nbits, waveFile);%将声音按fs频率nbits写入mysound.wav
wavplay(y,fs);%播放（或者使用sound（y,fs））
2．录制好的男生声音文件名为“mysound.wav”,女声声音文件名为“nv.wav”
信号与系统中信号分解与合成实验报告
信号与系统中信号分解与合成实验报告信号与系统实验报告非正弦周期信号的分解与合成专业:班级:姓名:学号:用同时分析法观测50Hz非正弦周期信号的分解与合成用同时分析法观测50Hz 非正弦周期信号的分解与合成一、实验目的1、用同时分析法观测50Hz非正弦周期信号的频谱，并与其傅立叶级数各项的频率与系数作比较。
2、观测基波和其谐波的合成。
二、实验设备1、信号与系统实验箱:THKSS,A型或THKSS,B型或THKSS,C型。
2、双踪示波器，数字万用表。
三、实验原理1、一个非正弦周期函数可以用一系列频率成整数倍的正弦函数来表示，其中与非正弦具有相同频率的成分称为基波或一次谐波，其它成分则根据其频率为基波频率的2、3、4、…、n等倍数分别称二次、三次、四次、…、n次谐波，其幅度将随谐波次数的增加而减小，直至无穷小。
2、不同频率的谐波可以合成一个非正弦周期波，反过来，一个非正弦周期波也可以分解为无限个不同频率的谐波成分。
3、一个非正弦周期函数可用傅立叶级数来表示，级数各项系数之间的关系可用一个频谱来表示，不同的非正弦周期函数具有不同的频谱图，各种不同波形及其傅氏级数表达式见表2-1，方波频谱图如图2-1表示方波频谱图各种不同波形的傅立叶级数表达式1、方波4u111 mu(t),(sin,t，sin3,t，sin5,t，sin7,t，,,,),3572、三角波8U11 mu(t),(sin,t,sin3,t，sin5,t，,,,)2,9253、半波2U1,11 mu(t),(，sin,t,cos,t,cos4,t，,,,),243154、全波4U1111 mu(t),(,cos2,t,cos4,t,cos6,t，,,,),2315355、矩形波,U2U ,,12,,13,,mmu(t),，(sincos,t，sincos2,t，sincos3,t，,,,)T,T2T3T实验装置的结构如下图所示信号分解与合成实验装置结构框图，图中LPF为低通滤波器，可分解出非正弦周期函数的直流分量。
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武汉大学教学实验报告
电子信息学院电子信息工程专业 2105 年 10 月 2 日实验名称 Wav 信号的波形分析与合成指导教师邹炼姓名年级 2013级学号成绩
绘制傅里叶反变换得到的时域信号以及原时域信号
载入chirp信号之后，对信号分段进行傅里叶变换得到不同的频谱图
男生和女生发出a的频域信号（取时域信号最强的一小部分来求频谱）
二、实验操作过程
1、持续音的频谱分析
（1）将 Windows 的系统目录下的ding.wav 文件读入，这是一个双声道的声音，选择第一列的信号，使用fft 求取其频谱，并用plot 显示它的幅度谱，
观察主要的正弦分量，分别用1024和2048个点进行快速傅里叶变换
附件：Matlab源文件
%author:郑程耀
clear all;clc; %先关闭所有图片
[y1,fs1]=wavread('E:\文档\课件\matlab实验\实验七\nana.wav'); [y2,fs2]=wavread('E:\文档\课件\matlab实验\实验七\nva.wav'); % subplot(211)
% plot(y1)
% title('男生语音a')
% subplot(212)
% plot(y2)
% title('女生语音a')
[sod,ind_y1]=max(y1);
y1=y1(ind_y1:ind_y1+1023); % yr(3000:3000+1023)
%求取幅度谱并显示，首先是2048点的
YR1=fft(y1,1024);
subplot(211)
plot(linspace(-pi,pi,1024),fftshift(abs(YR1)));
title('男生语音频谱')
[sod,ind_y2]=max(y2);
y2=y2(ind_y2:ind_y2+1023); % yr(3000:3000+1023)
%求取幅度谱并显示，首先是2048点的
YR2=fft(y2,1024);
subplot(212)
plot(linspace(-pi,pi,1024),fftshift(abs(YR2)));
title('女生语音频谱')。