实验三、IIR数字滤波器设计及应用.doc
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1、实验三、IIR数字滤波器设计及应用 作者: 日期:15 个人收集整理 勿做商业用途本科学生验证性实验报告学号 104090459 姓名 张静 学院 物电学院 专业、班级 10电子 实验课程名称 数字信号处理实验 教师及职称 杨卫平 教授 开课学期 2013 至 2013 学年 下 学期 填报时间 2013 年 5 月 10 日 云南师范大学教务处编印实验序号3实验名称IIR数字滤波器设计及应用实验时间2013-5-8实验室数字信号处理实验室一实验预习1实验目的加深理解IIR数字滤波器的特性,掌握IIR数字滤波器的设计原理与设计方法,以及IIR数字滤波器的应用。2实验原理、实验流程或装置示意图实
2、验原理:IIR数字滤波器的设计主要通过成熟的模拟滤波器设计方法来实现。首先在频域将数字滤波器设计指标转化为模拟滤波器设计指标,将任意模拟滤波器转化为原型模拟滤波器设计指标,根据模拟低通滤波器设计指标设计出模拟低通滤波,由模拟低通滤波经过相应的复频域转换得到H(s),由H(s)经过脉冲响应不变法或双线性变换法得到所需的IIR数字滤波器H(z).由此可见,IIR数字滤波器的设计的重要环节是模拟低通滤波的设计,设计模拟低通滤波器的主要方法有Butterworth、Chebyshev和椭圆等滤波器设计方法。实验流程或装置示意图:(1)。设计一个数字滤波器,要求在00.2(rad)内衰耗不大于3dB,在
3、0。6 (rad)内衰耗不小于60dB。N,Wc=buttord(0。2,0。6,3,60);b,a=butter(N,Wc);freqz(b,a);axis(0,1,-120,0);(2)。设计一个数字带通滤波器,要求在100200Hz通带内纹波不大于3dB,通带两边各50Hz外是阻带,衰耗不小于40dB。抽样频率为1000Hz。Wp=100 200/500;Ws=10050 200+50/500;Rp=3;Rs=40;N,Wn=cheb1ord(Wp,Ws,Rp,Rs)b,a=cheby1(N,Rp,Wn);freqz(b,a,512,1000);title(Chebyshev Type
4、I Bandpass Filter);axis(0,500,80,0);3实验设备及材料个人计算机一台及MATLAB仿真软件。4实验方法步骤及注意事项实验方法步骤:先打开电脑,然后再打开MATLAB仿真软件,在Blank MFile中输入程序,然后再编译运行程序,直到程序能编译运行为止。注意事项:(1).为了省时间以及编译的方便性,程序应该在Blank MFile中输入,而不应该在Command Window中直接运行;(2).在使用MATLAB时应注意中英输入法的切换,在中文输入法输入程序时得到的程序是错误的;(3). MATLAB中两个信号相乘表示为x.u,中间有个。,同样两个信号相除也是
5、如此,也就是在实验中要注意乘和点乘的区别.二实验内容1实验现象与结果实验内容:(1).k=0:100;x=cos(pik/4)+cos(2pi*k/3)+1;n,wc=buttord(1/4,2/3,0.7,20);b,a=butter(n,wc,low);freqz(b,a);滤波器阶数 n=3,wc=0.4316;系统函数(2).k=0:100;x=cos(pi*k/4)+cos(2*pik/3)+1;n,wc=buttord(2/3,1/4,0.7,20)b,a=butter(n,wc,high)freqz(b,a);滤波器阶数 n=3,wc=0。4633;系统函数(3)。k=0:100
6、;x=cos(pik/4)+cos(2*pik/3)+1;n,wc=buttord(0.2 0.3,0.1 0。4,0。7,20)b,a=butter(n,wc,bandpass)freqz(b,a);滤波器阶数 n=4;wc=0.1797 0.3302;系统函数(4)。k=0:100;x=cos(pi*k/4)+cos(2pik/3)+1;n,wc=buttord(0.1 0。4,0。2 0.3,0.7,20)b,a=butter(n,wc,stop)freqz(b,a);滤波器阶数n=4;wc= 0.1707 0。3453;系统函数(1).脉冲响应不变法设计巴特沃斯型滤波器:Wp=0。3
7、0.6;Ws=0.2 0。72;Ap=1;As=42;Fs=1;wp=WpFs;ws=Ws*Fs;N,Wc=buttord(wp,ws,Ap,As);b,a=butter(N,Wc,bandpass);d,f=impinvar(b,a,Fs);title(Butterworth Bandpass Filter);freqz(b,a);axis(0,1,120,0);脉冲响应不变法设计切比雪夫I型滤波器:Wp=0。3 0。6;Ws=0.2 0。72;Ap=1;As=42;Fs=1;wp=WpFs;ws=Ws*Fs;N,Wc=cheb1ord(wp,ws,Ap,As);b,a=cheby1(N,A
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