數(shù)字信號處理_上機作業(yè)3

1、第三次上機實驗報告數(shù)字信號處理專業(yè)： 信息對抗技術 學生姓名：石星宇 02123010指導教師： 呂 雁 完成時間：2021年12月15日目 錄數(shù)字信號處理第三次上機實驗報告1實驗目的1實驗一1一、實驗題目1二、 程序11、脈沖響應不變法12、雙線性變換法23、 波形驗證程序3三、 運行結果31、 脈沖響應不變法32、 雙線性變換法5四、 結論6實驗二6一、實驗題目6二、程序6三、運行結果71、濾波器的單位脈沖響應72、 頻率響應特性曲線8四、 結論8數(shù)字信號處理第三次上機實驗報告實驗目的1、 掌握基于MATLAB通過脈沖響應不變法、雙線性變換法設計數(shù)字濾波器（IIR）的方法及步驟。2、 用含

2、有低頻與高頻成分的混合信號驗證所設計的濾波器。3、 掌握頻率采樣法設計嚴格線性相位數(shù)字濾波器（FIR）的方法及步驟。實驗一一、實驗題目用脈沖響應不變法或雙線性變換法設計一個數(shù)字低通巴特沃斯濾波器。滿足一下參數(shù)：通帶截止頻率：，通帶最大衰減：，阻帶截止頻率：，阻帶最大衰減：。（1） 繪制該濾波器的幅頻響應與相頻響應曲線圖；（2） 通過一個含有低頻與高頻成份的混合信號，進行濾波驗證。2、 程序1、脈沖響應不變法wp=0.2*pi;%通帶截止頻率ws=0.3*pi;%阻帶截止頻率rp=1;%通帶最大衰減rs=15;%阻帶最小衰減N,wc=buttord(wp,ws,rp,rs,'s'

3、);%計算對應模擬濾波器的階數(shù)N及3dB衰減頻率Bs,As=butter(N,wc,'s');%模擬濾波器傳遞函數(shù)分子分母多項式的系數(shù)Bz,Az=impinvar(Bs,As);%用脈沖響應不變法將模擬濾波器轉換為數(shù)字濾波器w=linspace(0,pi,500);H,w1=freqz(Bz,Az,w);P=20*log10(angle(H);H=20*log10(abs(H);subplot(211)plot(w/pi,H),grid ontitle('幅頻響應曲線')xlabel('omega/pi')ylabel('|H(ejome

4、ga)|/dB')subplot(212)plot(w/pi,P),grid ontitle('相頻響應曲線')xlabel('omega/pi')ylabel('相位Phi/dB')2、雙線性變換法wp=0.2;%通帶截止頻率ws=0.3;%阻帶截止頻率rp=1;%通帶最大衰減rs=15;%阻帶最小衰減N,wc=buttord(wp,ws,rp,rs);Bz,Az=butter(N,wc);w=linspace(0,pi,500);H,w1=freqz(Bz,Az,w);P=20*log10(angle(H);H=20*log10(ab

5、s(H);figure(1)subplot(211)plot(w/pi,H),grid ontitle('幅頻響應曲線')xlabel('omega/pi')ylabel('|H(ejomega)|/dB')subplot(212)plot(w/pi,P),grid ontitle('相頻響應曲線')xlabel('omega/pi')ylabel('相位Phi/dB')3、 波形驗證程序t=0:0.001:2-0.001;%連續(xù)自變量f1=25;f2=250;x=sin(2*pi*f1*t)+si

6、n(2*pi*f2*t);y=filter(Bz,Az,x);figure(2)subplot(211)%原信號plot(t,x)xlabel('t/s'),ylabel('幅度')title('原信號波形')axis(0 100/f2 min(x)-0.2 max(x)+0.2)subplot(212)%濾波后信號波形plot(t,y)xlabel('t/s'),ylabel('幅度')title('濾波后信號波形')axis(0 100/f2 min(y)-0.2 max(y)+0.2)3、 運

7、行結果1、 脈沖響應不變法濾波器特性曲線濾波驗證設,，讓該信號通過低通濾波器，則高頻成份被濾除。波形如下圖所示：2、 雙線性變換法濾波器特性曲線濾波驗證4、 結論根據(jù)脈沖響應不變法設計的數(shù)字低通巴特沃斯濾波器，在通帶截止頻率處的衰減為0.92dB，在阻帶截止頻率處的衰減為15dB，均滿足設計指標。根據(jù)雙線性變換法設計的數(shù)字低通巴特沃斯濾波器，在通帶截止頻率處的衰減為0.564dB，在阻帶截止頻率處的衰減為15dB，均滿足設計指標。從混合信號的驗證中也可以看出，所設計的濾波器能夠完成低頻濾波的功能。實驗二一、實驗題目采用頻率采樣法設計一個嚴格線性相位FIR數(shù)字低通濾波器，要求通帶截止頻率，過渡帶

8、寬度，阻帶最小衰減，允許在過渡帶上設置采樣點。畫出所設計濾波器的單位脈沖響應的波形及幅頻響應特性曲線。二、程序%rs=40;阻帶最小衰減%根據(jù)阻帶最小衰減40dB確定過渡帶采樣點數(shù)為1；%根據(jù)過渡帶寬確定濾波器長度N為65；B=pi/16;%過渡帶寬度wp=pi/3;%通帶截止頻率M=2;T1=0.35;N=(M+1)*2*pi/B;N=N+mod(N+1,2);%保證h（n）長度為奇數(shù)Np=fix(wp/(2*pi/N);%Np+1為通帶上的采樣點數(shù)Ns=N-2*Np-1;%阻帶采樣點數(shù)Ak=ones(1,Np),T1,zeros(1,Ns),T1,ones(1,Np-1);theta=-pi*(N-1)*0:N-1/N;%相位采樣向量Hk=Ak.*exp(1i*theta);%頻率采樣向量hn=real(ifft(Hk);%單位脈沖響應figure(1)stem(hn)xlabel('n'),ylabel('幅度')title('濾波器單位脈沖響