Matlab là phần mềm cú giao diện cực mạnh cựng nhiều lợi thế trong kỹ thuật lập trỡnh để thể giải quyết nhiều vấn đề đa dạng trong nghiờn cứu khoa học kỹ thuật và ứng dụng. Đặc biệt là cỏc thư viện trợ giỳp trong Simulink của matlab đó đúng
gúp một phần đỏng kể vào việc xử lý số cho cỏc tớn hiệu và mụ phỏng.
Simulink là một phần mềm dựng để mụ hỡnh húa, mụ phỏng và phõn tớch một hệ thống tự động. Simulink cho phộp mụ tả hệ thống tuyến tớnh, hệ phi tuyến cỏc mụ hỡnh trong thời gian liờn tục, giỏn đoạn hay một hệ kết hợp cả liờn tục và giỏn
đoạn, mà khụng cần phải đưa vào cỏc phương trỡnh vi phõn và cỏc phương trỡnh sai
phõn bằng cỏc ngụn ngữ lập trỡnh như cỏc phần mềm mụ phỏng khỏc. Việc lập trỡnh
được xõy dựng trờn cơ sở của cỏc ngụn ngữ lập trỡnh hướng đối tượng, tạo điều kiện thuận tiện trong khi thay đổi giỏ trị cỏc thuộc tớnh cỏc khối thành phần phự hợp cho cỏc nghành kỹ thuật và người lập trỡnh khụng chuyờn nghiệp.
Trong thư viện của simulink bao gồm toàn diện cỏc khối như khối nhận tớn hiệu, cỏc phần tử tuyến tớnh và phi tuyến, cỏc đầu nối chuẩn. Người sử dụng cũng
cú thể tạo ra cỏc khối riờng cho mỡnh để tạo nờn được cỏc mụ hỡnh mụ phỏng phự hợp. Sau khi tạo được mụ hỡnh thỡ người sử dụng cú thể mụ phỏng nú trong simulink bằng cỏc nhập lệnh trong cửa sổ lệnh của matlab hay sử dụng cỏc menu cú sẵn. Hơn nữa người sử dụng cú thể thay đổi cỏc thụng số trực tiếp để cú thể nhận biết được cỏc ảnh hưởng đến mụ hỡnh, bằng bộ scope và cỏc bộ hiển thị khỏc cho
4.2.Cỏc khối trong simulink 4.2.1.Bộ lọc số (Digital Filter)
Hỡnh 4.2.1: Bộ lọc số (Digital Filter)
Chỳng ta cú thể chọn bộ lọc thụng thấp (Lowpass), bộ lọc thụng cao (Highpass), bộ lọc thụng dải (Bandpass), bộ lọc chắn dải (Bandstop). Hay cỏc
phương phỏp lọc: bộ lọc số IIR (Butterworth, Chebyshev, Elliptic…), bộ lọc số FIR (Equiripple, Least-squares, …). Chọn bậc của bộ lọc (Filter Order). Đặc điểm cỏc thụng số về tần số (Frequency Specification): đơn vị (unit), tần số lấy mẫu Fs, và tần số tớn hiệu.
4.2.2.Bộ nội suy và bộ phõn chia
* Bộ phõn chia (Upsample): hệ số phõn chia(Upsample factor, L).
Hỡnh 4.2.2: Bộ nội suy (Downsample)
Hỡnh 4.2.3: Bộ phõn chia (Upsample):
4.2.3.Bộ mó húa và giải mó
*Bộ mó húa (Uniform Encoder): mó húa với số bớt là (8, 16, 32) bớt (Bits). *Bộ giải mó (Uniform Decoder): giải mó với số bớt là (8, 16, 32) bớt (Bits).
Hỡnh 4.2.4: Bộ mó húa (Uniform Encoder)
Hỡnh 4.2.5: Bộ giải mó (Uniform Decoder)
4.2.4.Bộ khuếch đại (Gain)
Hỡnh 4.2.6: Bộ khuếch đại (Gain)
4.3.Mụ phỏng mó hoỏ băng con
Nhiệm vụ trong phần mụ phỏng là đưa ra kết quả của mó húa băng con với thuật toỏn PCM đơn giản. Đồng thời so sỏnh kết quả với trường hợp khụng sử dụng mó húa băng con. Cỏc kết quảđược đưa ra như là: file output.wav tại đầu ra, phổ tớn hiệu nhận, dạng súng của õm đo được.
a) Kịch bản 1:
Tớn hiệu õm thanh cú tần số Fs =8000Hz đưa vào bộ lọc thụng thấp H0, bộ lọc thụng cao H1 và qua bộ nội suy với hệ số nội suy L=2 được tỏch làm hai dải tần, dải thứ nhất là cú tần số (0ữ2000)Hz và dải thứ hai (2000ữ4000)Hz. Đầu ra của bộ lọc H0 tiếp tục cho qua bộ lọc thụng thấp H01, bộ lọc thụng cao H02 và bộ nội suy với hệ số mội suy L=2 được tỏch ra làm hai dải tần (0ữ1000)Hz và dải tần (1000ữ
2000). Sau khi qua bộ lọc phõn tớch thỡ đó tỏch được ba dải con với: - Dải thứ nhất cú tần số: (2000ữ4000)Hz.
- Dải thứ hai cú tần số: (1000ữ2000)Hz. - Dải thứ ba cú tần số: (0ữ1000)Hz.
Mỗi dải con này được đưa tới bộmó húa (Encoder) và được mó húa với số bớt khỏc nhau. Dải tần thứ nhất mó húa với bộ mó húa 16 bớt, dải tần thứ hai mó húa với bộ mó húa 8 bớt, dải tần thứ ba mó húa với bộ mó húa 4 bớt. Sau khi mó húa ba dải tần được đưa vào bộ bộ giải mó (Decoder), ứng với mỗi bộ mó húa của cỏc dải tần thỡ ta cú bộ giảmó tương ứng. Dải thứ nhất giải mó với bộ giải mó 16 bớt, dải thứ
hai giải mó với bộ giải mó 8 bớt, dải thứ ba giải mó với bộ giải mó 4 bớt. Tớn hiệu sau
khi đó được giả mó thỡ tiếp tục được đưa vào bộ lọc tổng hợp để tạo lại tớn hiệu ban
đầu.
Tương ứng với bộ lọc phõn tớch thỡ cũng cú cỏc bộ thụng thấp G01, bộ lọc thụng cao G02 và G1 lọc với cỏc dải tần ở đầu ra của cỏc bộ lọc H01, H02, H1 ở bộ
lọc phõn tớch cựng với cỏc bộ nội suy tương ứng với hệ số nội suy M=2. Tớn hiệu ở đầu ra của bộ lọc thụng thấp G01 và G02 được tổng hợp lại và đưa vào bộ nội suy với hệ số nội suy M=2 và bộ lọc thụng thấp G0 lọc với dải tần (0ữ2000)Hz . Cuối cựng ở bộ lọc phõn tớch là tớn hiệu ởđầu ra của bộ lọc G0 và bộ lọc G1 tổng hợp lai
và đưa ra file output1.wav.
Hỡnh 4.3.2: Khối giải mó tớn hiệu thoại và đưa tớn hiệu thoại vào file output1.wav
b) Kịch bản 2
Tớn hiệu õm thanh cú tần số Fs =8000Hz đưa vào thẳng bộ mó húa encoder với 16 bit mó húa. Tớn hiệu sau đú được đưa thẳng vào bộ giải mó 16 bit rồi đưa ra file output2.wav để so sỏnh với kết quả của kịch bản 1.
Hỡnh4.3.3: Sơ đồ khối mó húa khụng băng con
4.4.Kết quả mụ phỏng và nhận xột