e優(yōu)選用脈沖響應不變法設(shè)計IIR數(shù)字濾波器

1、數(shù)字信號處理實驗第十二次實驗實驗名稱：用脈沖響應不變法設(shè)計IIR數(shù)字濾波器學生班級：電信學生姓名：學生學號：指導教師：zgx一、實驗目的1） 加深對脈沖響應不變法設(shè)計IIR數(shù)字濾波器基本方法的了解2）掌握使用模擬濾波器原型進行脈沖響應變換的方法3）了解MATLA有關(guān)脈沖響應變換的子函數(shù)二、實驗原理1）輸入給定的數(shù)字濾波器設(shè)計指標2）根據(jù)公式，將數(shù)字濾波器質(zhì)變轉(zhuǎn)換成模擬濾波器設(shè)計指標 3）確定模擬濾波器的最小階數(shù)和截止頻率4）計算模擬低通原型濾波器的系統(tǒng)傳遞函數(shù) 5）利用模擬域頻率變換法，求解實際模擬濾波器的系統(tǒng)傳遞函數(shù)6）用脈沖響應不變法將模擬濾波器轉(zhuǎn)換為數(shù)字濾波器三、實驗任務1） 采用脈沖響

2、應不變法設(shè)計一個巴特沃斯數(shù)字帶通濾波器，要求：通帶wp1=0.3 n,wp2=0.7 n，Rp=1dB 阻帶 ws1=0.1 n，ws2=0.9 n，As=15dB,濾波器采樣頻率Fs=2000Hz。試顯示數(shù)字濾波器的幅頻特性和零極點分布圖，并寫出該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。2） 采用脈沖響應不變法設(shè)計一個切比雪夫二型數(shù)字帶阻濾波器，要求：通帶在wp1三 0.1 n，wp2仝 0.9 n 范圍，Rp=1dB 阻帶在 0.3 n <ws<0.7 n 范圍，As=40dB,濾波器采樣頻率Fs=2000Hn在同一圖像界面上顯示原模擬帶阻濾波器和數(shù)字帶阻濾波 器的幅頻特性，觀察頻率響應特性的混疊現(xiàn)象

3、。四、實驗過程、結(jié)果及思考1 ）程序清單如圖 1 ：圖 1 程序清單 a運行結(jié)果如圖 2 和圖 3：圖 2 數(shù)字帶通濾波器的幅頻特性和零極點圖圖 3 程序輸出數(shù)據(jù) a根據(jù)圖 3 輸出可以得到系統(tǒng)的傳遞函數(shù)：2）程序清單如圖 4：圖 4 程序清單 b運行結(jié)果如圖 5 和圖 6：圖 5 輸出數(shù)據(jù) b圖 6 帶阻濾波器產(chǎn)生的混疊現(xiàn)象五、實驗思考題1）什么說脈沖響應不變法？使用沖激響應不變法設(shè)計數(shù)字濾波器有哪些基本步 驟？答：a）脈沖響應不變法師將系統(tǒng)從 s平面帶z平面的一種映射方法，是數(shù)字濾波器 的單位脈沖響應序列 h（n） 模仿模擬濾波器的沖激響應 ha（n） 。b）輸入給定的數(shù)字濾波器設(shè)計指標；

4、根據(jù)公式，將數(shù)字濾波器質(zhì)變轉(zhuǎn)換成模擬 濾波器設(shè)計指標；確定模擬濾波器的最小階數(shù)和截止頻率；計算模擬低通原型濾波 器的系統(tǒng)傳遞函數(shù)； 利用模擬域頻率變換法， 求解實際模擬濾波器的系統(tǒng)傳遞函數(shù)； 用脈沖響應不變法將模擬濾波器轉(zhuǎn)換為數(shù)字濾波器。2）為什么脈沖響應不變法不能擁有設(shè)計數(shù)字高通濾波器和帶阻濾波器？數(shù)字濾波 器的頻率響應與模擬濾波器的頻率響應有何區(qū)別?答：a）脈沖響應不變法的最大缺點：有頻譜周期延拓效應，因此只能用于帶限的頻 響特性，如衰減特性很好的低通或帶通。而高頻衰減越大，頻響的混淆效應越小， 至于高通和帶限濾波器，由于它們在高頻部分不衰減，因此將完全混淆在低頻響應 中。b）數(shù)字濾波器的沖激響應是對模擬濾波器的沖激響應的等間隔采樣。六、實驗感想通過本次實驗，我