Digital Signal Processing Reference
In-Depth Information
16.3.2
Vorbereitende Aufgaben
A16.1
Mit dem Programmbeispiel 16-1 wird der Einfluss der zur Abtastung notwendigen
Bandbegrenzung hörbar gemacht. Ein Audiosignal wird bandbegrenzt, unterabge-
tastet und auf der PC Sound Card ausgegeben. Machen Sie sich mit dem Programm
vertraut und erklären Sie insbesondere, wie die Bandbegrenzung durchgeführt wird.
Hinweis:
Da nicht jede PC Sound Card eine weitgehend beliebige Einstellung der
Abtastfrequenz erlaubt, wird im Programmbeispiel auf die explizite Unterabtastung
verzichtet. Es wird jedoch die vor der Unterabtastung notwendige Bandbegrenzung
durchgeführt, so dass sich ein entsprechender Höreindruck ergibt.
Programmbeispiel 16-1
Unterabtastung eines Audiosignals (Tiefpass-Filterung)
% subsampling of an audio signal using lowpass filtering by fft
% dsplab16_1.m * mw * 01/23/2006
fprintf('01/23/2006/dsplab16_1 : subsampling \n')
filename = input('name of audio file (*.wav): ','s');
[x,fs,bits] = wavread(filename);
%
load audio signal
x = x/max(abs(x));
%
scaling
X = fft(x);
Lx = length(x);
K = 0;
while K~=7
K = menu([filename,' fs = ',num2str(fs),' Hz'],'original',...
'fs / 2','fs / 4 ','fs / 8 ','fs / 16 ','fs / 32 ','exit');
SR = 2^(K-1); % subsampling factor
%
lowpass filtering using fft
index = ceil(Lx/(2*SR));
X0 = [X(1:index); zeros(Lx+1-2*index,1); X(Lx+2-index:Lx)];
x_lp = real(ifft(X0));
if K~=7
soundsc(x_lp,fs,bits);
end
end
16.3.3
Versuchsdurchführung
M16.1
Machen Sie sich die Bedeutung der Abtastfrequenz mit dem Programmbeispiel 16-1
klar, indem Sie sich das Sprachsignal
speech.wav
bei verschiedenen Abtastfre-
quenzen anhören. Bis zu welcher Grenzfrequenz ist das Sprachsignal noch verständ-
lich?
M16.2
Erzeugen Sie Ausschnitte eines Kosinussignals mit der jeweiligen Dauer von 0.5 s
bei der Abtastfrequenz 8 kHz. Variieren Sie die Signalfrequenz von 1 kHz bis 8 kHz
und geben Sie die Signale kurz hintereinander über die PC Sound Card aus. Welcher
Effekt stellt sich? Diskutieren Sie das Ergebnis.
Überlegen Sie: Was geschieht bei der Abtastung eines Kosinussignals mit der Fre-
quenz 4 kHz bei einer Abtastfrequenz von 8 kHz? Welche Möglichkeiten ergeben
sich für die Abtastfolge, wenn die Anfangsphase der Abtastzeitpunkte zufällig ist?
Welche Information geht dabei verloren?
