音频信号处理实验报告

Matlab处理音频信号

一、 问题的提出： 数字语音是信号的一种，我们处理数字语音信号，也就是对一种信号的处理，那信号是什么呢？ 信号是传递信息的函数。 一、 问题的提出：

数字语音是信号的一种，我们处理数字语音信号，也就是对一种信号的处理，那信号是什么呢？

信号是传递信息的函数。离散时间信号——序列——可以用图形来表示。

按信号特点的不同，信号可表示成一个或几个独立变量的函数。例如，图像信号就是空间位置（二元变量）的亮度函数。一维变量可以是时间，也可以是其他参量，习惯上将其看成时间。信号有以下几种：

（1）连续时间信号：在连续时间范围内定义的信号，但信号的幅值可以是连续数值，也可以是离散数值。当幅值为连续这一特点情况下又常称为模拟信号。实际上连续时间信号与模拟信号常常通用，用以说明同一信号。

（2）离时间信号：时间为离散变量的信号，即独立变量时间被量化了。而幅度仍是连续变化的。

（3）数字信号：时间离散而幅度量化的信号。

语音信号是基于时间轴上的一维数字信号，在这里主要是对语音信号进行频域上的分析。在信号分析中，频域往往包含了更多的信息。对于频域来说，大概有8种波形可以让我们分

音频信号光纤传输技术实验

[目的要求]

1. 熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及主要特性的测试方法。 2. 了解音频信号光纤传输的结构及选配各主要部件的原则。 3. 学习分析集成运放电路的基本方法。

[仪器设备]

1. YOF—B型音频信号光纤传输技术实验仪。 2. 数字万用表。

[实验原理]

一． 系统的组成

图（1）示给出了一个音频信号直接光强调制光纤传输系统的结构原理图，它主要包括由LED及其调制、驱动电路组成的光信号发送器、传输光纤和由光电转换、I—V变换及功放电路组成的光信号接收器的三个部分。

E I/V变换

光纤

LED

Rb Rf

功 放

∽ SPD Re W 2信号源

图1 音频信号光纤传输实验系统原理图

本实验采用中心波长0.85μm附近的GaAs半导体发光二极管（LED）作光源、峰值响应波长为0.8~0.9μm的硅光二极管（SPD）作光电检测元件。由于光导纤维对光信号具有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放电路的幅频特性。

二． 光导纤维的结构及传光原理

光纤按其模式性质通常可以分成两大类①单模光纤②多模光纤。无论单模或多模光纤，其结构均由纤芯和包

音频信号光纤传输技术实验

[目的要求]

1. 2. 3. 4.

熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及主要特性的测试方法。 了解音频信号光纤传输的结构及选配各主要部件的原则。 学习分析集成运放电路的基本方法。

训练音频信号光纤传输系统的测试技术。

[仪器设备]

1. 2. 3. 4.

YOF—B型音频信号光纤传输技术实验仪。 音频信号发生器。 示波器。

数字万用表。

[实验原理]

一． 系统的组成

图（1）示给出了一个音频信号直接光强调制光纤传输系统的结构原理图，它主要包括由LED及其调制、驱动电路组成的光信号发送器、传输光纤和由光电转换、I—V变换及功放电路组成的光信号接收器的三个部分。

E I/V变换

光纤

LED

Rb Rf

功 放

∽ SPD Re W 2信号源

图1 音频信号光纤传输实验系统原理图

本实验采用中心波长0.85μm附近的GaAs半导体发光二极管（LED）作光源、峰值响应波长为0.8~0.9μm的硅光二极管（SPD）作光电检测元件。由于光导纤维对光信号具有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放电路的幅频特性。

1

二． 光导纤维的结构及传光原理

实验二 信号处理实验

实验一 RLC 串联谐振电路选频特性与信号的分解

1. 实验目的

1. 进一步掌握信号分解的方法；

2. 熟悉RLC串联谐振电路的选频特性；

2. 实验数据及分析

表2-1-1 RLC串联选频

频率（KHz） 幅值（mv）

1. 由表中数据可以比对出：1，3，5，7次谐波的频率之比为：

2.778：8.329：13.884：19.442=1：2.998：4.999：6.999

是与傅里叶级数相符合的。

2. 同时可以比对出：其电压幅值之比：

1070.0：282.0：108.0：75.2=1：0.2636：0.101：0.070

电压的幅值之比不是完全符合要求，但是大致上能满足要求。造成这一情况的原因可能是在测量幅值的过程中存在着干扰，实验中存在一定误差。

3. 2，4，6次谐波的幅度较其他次谐波的幅度比较相对较小，基本满足幅度为0的预计。

造成这一情况的原因也应该是在幅值的测量过程中存在的干扰所致。

基波 2.778 1070.0 二次谐波 三次谐波 四次谐波 五次谐波 六次谐波 七次谐波 5.553 90.8 8.329 282.0 13.885 40.3 13.884 108.0 0 0 19.44

哈 尔 滨 理 工 大 学

毕 业 设 计

题 目： 音频信号的分类与分割 院 系： 电气与电子工程学院 姓 名： 指导教师： 系 主 任：

2011年6月23日

哈尔滨理工大学学士学位论文 音频信号的分类与分割

摘要

随着计算机技术、网络技术和通讯技术的不断发展，图像、视频、音频等多媒体数据已逐渐成为信息处理领域中主要的信息媒体形式，其中音频信息占有很重要的地位。同时，由于信息获取的方式、手段和技术的不断进步和多样化，使得信息数据量以极高的速度增加，为有效的处理和组织信息带来了挑战，而信息有效的处理和组织是深入分析和充分利用的前提。

原始音频数据是一种非语义符号表示和非结构化的二进制流，缺乏内容语义的描述和结构化的组织，给音频信息的深度处理和分析工作带来了很大的困难。如何提取音频中的结构化信息和内容语义是音频信息深度处理、基于内容检索和辅助视频分析等应用的关键。音频分类与分割技术是解决这一问题的关键技术

音频信号分析仪

摘要: 本音频信号分析仪由MSP430单片机和FPGA协同控制，通过AD转换，对音频信号进行采样，把连续信号离散化，然后通过FFT运算，在时域和频域对音频信号各个频率分量以及功率等指标进行分析和处理，然后通过高分辨率的LCD对信号的频谱进行显示。可实现5秒内至少更新一次测量数据，并具有数据存储、回放显示功能；测试表明本文介绍的音频信号分析仪测量准确、误差小、分辨力高，各项性能指标符合行业要求。

系统方案论证

1.1 采样方法比较与选择

方案一：采用FPGA对数据进行采集，利用外部12位AD转换器对数据进行转换后经过运算放大电路对信号进行放大后直接送入FPGA，然后由FPGA对数据进行处理。

方案二：利用MSP430单片机对数据进行采集，然后利用单片机内部自带的12位AD转换器进行转换后送入FPGA，然后由FPGA 对数据进行处理。

通过对两种方案的比较，我们发现两种方案各有优缺点，方案一的数据采集速度相对与方案二要快的多，但AD采样的精度又不如方案二，在我们的这个设计中，我们主要考虑了采样的精度，而且单片机的采样速率完全可以达到题目给我们的要求，所以我们选择了方案二

1.2 处理器的比较与选择

方案一：利用单片机来控制整个

实验一 语音信号的端点检测

一、实验目的

1、掌握短时能量的求解方法 2、掌握短时平均过零率的求解方法

3、掌握利用短时平均过零率和短时能量等特征，对输入的语音信号进行端点检测。

二、仪器设备 HP计算机、Matlab软件

三、实验原理 3.1、短时能量

3.1.1、原理：语音信号能量随时间有相当大的变化，特别是清音段的能量一般比浊音段的小得多。 语音信号的短时能量定义：

xw(n)?w(n)?x(n)0?m?N?1

0?n?N?1?1w(n)?? 其它?0

n?N?1 2En??xw(m) m?n

3.1.2、短时能量序列反映了语音振幅或能量随着时间缓慢变化的规律。从原始语音信号图中可以看到语音信号幅度随时间有相当大的变化，特别是清音段的幅度一般比浊音段的幅度小很多，语音信号的短时能量给出了反映这些幅度变化的一个合适的描述方法。

3.1.3、短时平均幅度函数和能量函数的作用 (1)区分清/浊音。

En、Mn大，对应浊音； En、Mn小，对应清音。其中Mn是短时幅度差。 (2)在信噪比高的情况下，能进行有声/无声判决。 无声时，背景噪声的En、Mn小；

有声时，En、Mn显著增大。判决时可设置一个门限。

2013年全国大学生电子设计竞赛

音频信号分析仪 【XX组】

参赛人员：邓文彬

刘迪 刘宇

2013年8月8日

摘 要

本音频信号分析仪由FPGA为主控制器，通过AD转换，对音频信号进行采样，把连续信号离散化，然后通过FFT快速傅氏变换运算，在时域和频域对音频信号各个频率分量以及功率等指标进行分析和处理，然后通过高分辨率的LCD对信号的频

谱进行显示。前置可调放大器分为四级：倍、10倍、100倍、1000倍。该

系统能够精确测量的音频信号频率范围为20Hz-10KHz，其幅度范围为1mVpp-5Vpp。测量功率精确度高达1%,并且能够准确的测量周期信号的周期，是理想的音频信号分析仪的解决方案。

关键词：FFT FPGA频谱功率

1

目录

1 方案论证与比较................................................................................................................................... 1 1.1采样方法方案论证.................................................

《电子技术》课程设计报告

课题： 音频信号红外转发器

班级 电气1087 学号 学生姓名

专业 电气信息类 学院 电子与电气工程学院 指导教师 电子技术课程设计指导小组

淮阴工学院 电子与电气工程学院

2010年6月

班级：电气1087 姓名：杨连钊 学号：31 课题：音频信号红外转发

音频信号红外转发

1．设计目的

电子技术课程设计是电子信息工程系三个专业的公共课程设计，是模拟电子技术、数字电子技术课程结束后进行的教学环节。其目的是：

1. 培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力；

2．学习较复杂的电子系统设计的一般方法，提高基于模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试； 3．进行基本技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等； 4．培养学生的创新

音频信号光纤传输实验研究性实验报告

作 者：

（作者详细单位，北京邮电大学信通院20112111 邮编：100876）

摘 要：光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。又因其优良的传输特性已经成为信息社会的主要的信息传输手段。随着信息时代的到来，光纤通信技术作为信息科学的支掌技术，与电子技术相互渗透、补充的过程，已经形成一个新兴的独立学科。本实验主要通过研究光纤音频信号的传输来了解光纤通信的基本工作原理，熟悉半导体—光电器件的基本性能及主要特性的测试方法，学习分析集成运放电路的基本方法，学习掌握音频信号光纤传输系统的调试技能。 关键词：光纤、半导体发光二级管（LED)、调制电路、光电检测二极管（SPD） 中图分类号：0453。1 文献标识码：A

Experimental study of the audio signal optical fiber transmission experiment

Liu Bingyu

(Beijing University of Posts and Telecommunications,Class2011211118,2011210534, Ch