《數(shù)字信號(hào)處理》課程基本實(shí)驗(yàn)

1、數(shù)字信號(hào)處理課程基本實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1 信號(hào)及系統(tǒng)基本特性分析1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)Matlab編程的基本方法；掌握常用函數(shù)用法。2、了解不同信號(hào)的頻域特性，理解時(shí)域特性與頻域特性之間的關(guān)聯(lián)性。3、掌握典型信號(hào)序列的時(shí)域和頻域基本特性。4、熟悉理想采樣的性質(zhì)，了解信號(hào)采樣前后的頻譜變化，加深對(duì)采樣定理的理解。5、了解離散系統(tǒng)的時(shí)域/頻域特性及其對(duì)輸出信號(hào)的影響，掌握系統(tǒng)分析方法。1.2 實(shí)驗(yàn)原理連續(xù)時(shí)間信號(hào)的采樣采樣是從連續(xù)時(shí)間信號(hào)到離散時(shí)間信號(hào)的過渡橋梁，對(duì)采樣過程的研究不僅可以了采 樣前后信號(hào)時(shí)域和頻域特性發(fā)生的變化以及信號(hào)內(nèi)容不丟失的條件，而且有助于加深對(duì)拉氏變化、傅氏變換、z變換和序列傅氏變

2、換之間關(guān)系的理解。對(duì)一個(gè)連續(xù)時(shí)間信號(hào)進(jìn)行理想采樣的過程可以表示為該信號(hào)的一個(gè)周期沖激脈沖的乘積，即 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark32 o Current Document Xa(t)Xa(t)M(t)(1-1)其中Xa(t)是連續(xù)信號(hào)xa (t)的理想采樣，M (t)是周期沖激脈沖M(t) (t nT)(1-2)n它也可以用傅立葉級(jí)數(shù)表示為：M(t) ejm st(1-3)T n其中T為采樣周期，s 2 /T是采樣角頻率。設(shè) Xa(s)是連續(xù)時(shí)間信號(hào)xa(t)的雙邊拉氏變換，即有：stXa(s)Xae dt(1-4)此時(shí)理想采樣信號(hào)xa (t)的拉氏變換

3、為品(s)Xaestdt(1-5)Xa(t)-ejm stestdtTm- Xa(t)e(s jm s)tdtTm1- Xa(s jm s)I m作為拉氏變換的一種特例，信號(hào)理想采樣的傅立葉變換丸(J )1 Xaj( m s)(1-6)m由式(1-5)和式(1-6)可知，信號(hào)理想采樣后的頻譜是原信號(hào)頻譜的周期延拓，其延拓周期等于采樣頻率。根據(jù)Shannon取樣定理，如果原信號(hào)是帶限信號(hào)，且采樣頻率高于原信號(hào)最 高頻率分量的2倍，則采樣以后不會(huì)發(fā)生頻譜混淆現(xiàn)象。在計(jì)算機(jī)處理時(shí)，不采用式(1-6)計(jì)算信號(hào)的頻譜，而是利用序列的傅立葉變換計(jì)算信號(hào)的頻譜，定義序列x(n)Xa(nT) ?a(t) Xa

4、(t)M(t),根據(jù)Z變換的定義，可以得到序列x(n)的Z變換為： TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark123 o Current Document X(z) x(n)z n(1-7)n以eJ代替上式中的z,就可以得到序列 x(n)的傅立葉變換J n HYPERLINK l bookmark51 o Current Document X(eJ ) x(n)e(1-8)n式(1-6)和式(1-8)具有如下關(guān)系： HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 咒(j ) X(eJ )| t(1-9)由式(1-9)可知，在分析一個(gè)

5、連續(xù)時(shí)間信號(hào)的頻譜時(shí)，可以通過取樣將有關(guān)的計(jì)算轉(zhuǎn) 化為序列傅立葉變換的計(jì)算。有限長(zhǎng)序列分析一般來說，在計(jì)算機(jī)上不可能，也不必要處理連續(xù)的曲線X(eJ ),通常，我們只要觀察、分析X(eJ )在某些頻率點(diǎn)上的值。對(duì)于長(zhǎng)度為N的有限長(zhǎng)序列x(n)f(n),0 n N 10, 其他 n1-10)M 個(gè)頻率點(diǎn)，計(jì)算這些點(diǎn)上的序列傅立葉變換0 2 之間均勻地取N1X(ej k)x(n)ej3kn(1-11)X (ej k ) 是一個(gè)復(fù)函數(shù)，它的模就是幅頻特性曲線。n0其中 k 2 k /M ， k=0,1,.,M-1信號(hào)卷積一個(gè)線性時(shí)不變離散系統(tǒng)的響應(yīng)y(n)可以用它的單位沖激響應(yīng)h(n)和輸入信號(hào)x(

6、n)的卷積來表示：y(n) x(n) h(n) x(m)h(n m) (1-12)m根據(jù)傅立葉變換和Z 變換的性質(zhì)，與式(1-12 )對(duì)應(yīng)應(yīng)該有1-13)Y(z) X(z)H(z)Y(ej ) X(ej )H (ej )(1-14)式(1-12) 告訴我們可以通過對(duì)兩個(gè)序列的移位、 相乘、 累加計(jì)算信號(hào)響應(yīng)； 而式 (1-14) 告訴我們卷積運(yùn)算也可以在頻域上用乘積實(shí)現(xiàn)。1.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容Matlab 操作與使用根據(jù)所提供的 Matlab 操作指南學(xué)習(xí) Matlab 的使用。完成文件操作；矩陣運(yùn)算；繪圖；圖形界面的實(shí)現(xiàn)等功能，學(xué)會(huì)使用 Matlab 聯(lián)機(jī)幫助查找信息。理想采樣信號(hào)序列的特性分析對(duì)

7、信號(hào) xa (t) Ae t sin( 0t)u(t) 進(jìn)行理想采樣， 可以得到一個(gè)理想的采樣信號(hào)序列：xa(t) Ae t sin( 0nT),0 n 50 ，其中 A 為幅度因子， 是衰減因子， 0是頻率。 T 為采樣周期。產(chǎn)生理想采樣信號(hào)序列xa(n),使A 444.128,50匹, 0 50/2 。(1)首先選用采樣頻率為1000Hz, T=1/1000,觀察所得理想采樣信號(hào)的幅頻特性，并做記錄；(2)改變采樣頻率為 300Hz, T=1/300,觀察所得到的頻譜特性曲線的變化，并做記錄；(3)進(jìn)一步減小采樣頻率為200Hz, T=1/200,觀察頻譜“混淆”現(xiàn)象是否明顯存在，說明原因

8、，并記錄這時(shí)候的幅頻特性曲線。典型信號(hào)序列的特性分析信號(hào)序列產(chǎn)生產(chǎn)生如下基本信號(hào):(n p)2(1)高斯序列：xaa(n) e q ,0 n 150, else(2)衰減正弦序列：xbb (n)(3)三角波序列：xcc(n)(4)反三角序列：xdd(n)e n sin 2 fn,0 n 150, elsen 1,0 n 38 n,4 n 70,else4 n,0 n 3n 3,4 n 70,else觀察高斯序列的時(shí)域和頻域特性固定信號(hào)xaa(n)中的參數(shù)p=8,改變q的值，使q分別等于2, 4, 8。觀察它們的時(shí) 域和幅頻特性，了解 q取不同值的時(shí)候，對(duì)信號(hào)時(shí)域特性和幅頻特性的影響。固定 q=

9、8, 改變p,使p分別等于8, 13, 14,觀察參數(shù)p變化對(duì)信號(hào)序列時(shí)域及幅頻特性的影響。注 意p等于多少時(shí)，會(huì)發(fā)生明顯的泄漏現(xiàn)象， 混淆現(xiàn)象是否也隨之出現(xiàn)？記錄實(shí)驗(yàn)中觀察到的 現(xiàn)象，繪制相應(yīng)的時(shí)域序列和幅頻特性曲線。觀察衰減正弦序列的時(shí)域和幅頻特性針對(duì)信號(hào)xbb(n):令a =0.1并且f=0.0625 ,檢查譜峰出現(xiàn)的位置是否正確，注意頻 譜的形狀，繪制幅頻特性曲線。改變 f=0.4375,再變化f=0.5625,觀察這兩種情況下，頻 譜的形狀和譜峰出現(xiàn)的位置，有無混淆和泄漏現(xiàn)象發(fā)生？說明產(chǎn)生現(xiàn)象的原因。觀察三角波序列和反三角波序列的時(shí)域和幅頻特性針對(duì)信號(hào)xcc(n) 和 xdd (n)

10、 ： 用 8 點(diǎn) FFT 分析信號(hào)xcc (n) 和 xdd (n) 的幅頻特性，觀察兩者的序列形狀和頻譜曲線有什么異同？(注意：這時(shí)候的xdd (n) 可以看作是xcc(n) 經(jīng)過圓周移位以后得到的) 繪制兩者的序列和幅頻特性曲線。 在的xcc(n) 和 xdd (n) 末尾補(bǔ)零，用 16 點(diǎn) FFT 分析這兩個(gè)信號(hào)的幅頻特性， 觀察幅頻特性發(fā)生了什么變化？?jī)蓚€(gè)信號(hào)之間的FFT 頻譜還有沒有相同之處？這些變化說明了什么？* 選作內(nèi)容將 xb(n) 信號(hào)的長(zhǎng)度 N 設(shè)為 63，用 MatLab 中 randn(1,N) 函數(shù)產(chǎn)生一個(gè)噪聲信號(hào)w(n) ，計(jì)算將這個(gè)噪聲信號(hào)疊加到xb(n)上以后新

11、信號(hào)y(n)xb(n) w(n)的頻譜，觀察發(fā)生的變化并記錄。在步驟2的基礎(chǔ)上，改變參數(shù)”和 f,觀察在出現(xiàn)混淆現(xiàn)象和泄漏現(xiàn)象的時(shí)候有噪聲的y(n)信號(hào)的頻譜有什么變化，是否明顯？離散信號(hào)、系統(tǒng)和系統(tǒng)響應(yīng)的分析信號(hào)序列產(chǎn)生產(chǎn)生如下信號(hào)序列：( 1 )理想采樣信號(hào)序列：對(duì)信號(hào)xa(t) Ae t sin( 0t)u (t) 進(jìn)行理想采樣，可以得到一個(gè)理想的采樣信號(hào)序列： xa(t) Ae t sin( 0nT),0 n 50 ，其中 A 為幅度因子， 是衰減因子， 0 是頻率。 T 為采樣周期。(2)單位脈沖序列xb (n)(n), n0, n 01,0 n N 1(3)矩形序列xc(n)RN

12、(n), ，其中 N=100, 其他FIR 系統(tǒng)：產(chǎn)生如下系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)序列，本實(shí)驗(yàn)中用到兩種( 1 ) ha (n)R10 (n)(2) hb(n)(n) 2.5 (n 1) 2.5 (n 2) (n 3)離散信號(hào)、系統(tǒng)和系統(tǒng)響應(yīng)的分析(1)觀察信號(hào)xb(n)和系統(tǒng)hb(n)的時(shí)域和幅頻特性；利用線性卷積求信號(hào)通過系統(tǒng)以后的響應(yīng)。 比較系統(tǒng)響應(yīng)和系統(tǒng)hb(n) 的時(shí)域及幅頻特性。 注意它們之間有無差異， 繪出圖形。(2)觀察信號(hào)xc(n) 和系統(tǒng)ha(n) 的時(shí)域和幅頻特性，利用線性卷積求系統(tǒng)響應(yīng)。判斷響應(yīng)序列圖形及序列非零值長(zhǎng)度是否與理論結(jié)果一致， 說出一種定性判斷響應(yīng)序列圖形正確與否的

13、方法(提示：xc (n)ha(n)R10 (n) ) 。利用序列的傅立葉變換數(shù)值計(jì)算子程序求出Y(ej k ) ， 觀察響應(yīng)序列的幅頻特性。 定性判斷結(jié)果正確與否。 改變信號(hào)xc (n) 的矩形寬度，使 N=5 ，重復(fù)以上動(dòng)作，觀察變化，記錄改變參數(shù)前后的差異。(3)將實(shí)驗(yàn)步驟2- (2)中的信號(hào)換為xa(n) ，其中 A 1,0.4, 02.0734,T1 。重復(fù)實(shí)驗(yàn) 2-(2)各步驟，改變xa(n) 的參數(shù)0.1再重復(fù)實(shí)驗(yàn)2- (2)各步驟；改變參數(shù)01.2516 ，重復(fù)實(shí)驗(yàn)2-( 2) 各步驟。在實(shí)驗(yàn)中觀察改變和 0對(duì)信號(hào)及系統(tǒng)響應(yīng)的時(shí)域和幅頻特性的影響，繪制相應(yīng)的圖形。卷積定律的驗(yàn)證利

14、用式(1-14)將Xa(n)和系統(tǒng)ha(n)的傅氏變換相乘，直接求得Y(ej k),將得到的幅頻特性曲線和實(shí)驗(yàn)2- ( 3 )中得到的曲線進(jìn)行比較，觀察二者有無差異。驗(yàn)證卷積定律。1.3.5 *選作內(nèi)容改變信號(hào)xa(t)中的衰減因子“，先定性估計(jì)頻譜可能產(chǎn)生的變化，然后觀察其頻譜的變化，記錄結(jié)果，變化是否你所想的一致，這說明了什么？一個(gè) LTI 系統(tǒng)的沖激響應(yīng)為 h(n) (0.9)nu(n) ,輸入序列為xc(n) ，求系統(tǒng)響應(yīng)H (ej )和輸出信號(hào)y(n)及其頻譜Y(ej )；如果h(n) xc(n),其結(jié)果又如何？編寫一個(gè)程序，將xc (n) 分解為奇偶序列，繪制奇偶序列時(shí)域圖形并求出

15、它們頻譜Xe(ej ) 和 Xo(ej ) ，同xc(n) 的頻譜Xc(ej )進(jìn)行比較，可以得出什么結(jié)論？針對(duì)信號(hào)x(t) COS6000 t COS1000 t分析采樣率、信號(hào)功率。1.4 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求記錄實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中要求觀察、分析、比較的內(nèi)容及結(jié)果并進(jìn)行分析?？偨Y(jié)在上機(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中要求比較時(shí)域、幅頻曲線差異差異部分內(nèi)容的結(jié)果，定性分析它們正確與否，并簡(jiǎn)要說明這些結(jié)果的含義。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中附上在實(shí)驗(yàn)過程中記錄的各個(gè)典型信號(hào)序列的時(shí)域和幅頻特性曲線， 分析 所得到的結(jié)果圖形，說明各個(gè)信號(hào)的參數(shù)變化對(duì)其時(shí)域和幅頻特性的影響?？偨Y(jié)一下你在用 MatLab 進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的時(shí)候常用的函數(shù)及其功

16、能?？偨Y(jié)實(shí)驗(yàn)中根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得到的其他個(gè)人結(jié)論。實(shí)驗(yàn) 2 FFT 算法實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募由顚?duì)快速傅里葉變換的理解。掌握 FFT 算法及其程序的編寫。掌握算法性能評(píng)測(cè)的方法。實(shí)驗(yàn)原理一個(gè)連續(xù)信號(hào)xa (t) 的頻譜可以用它的傅立葉變換表示為Xa(j )xa(t)e j tdt(2-1)如果對(duì)該信號(hào)進(jìn)行理想采樣，可以得到采樣序列x(n) xa(nT)(2-2)同樣可以對(duì)該序列進(jìn)行z 變換，其中 T 為采樣周期2-3)X(z) x(n)z當(dāng)z ej的時(shí)候，我們就得到了序列的傅立葉變換 TOC o 1-5 h z X(ej )x(n)ej n(2-4)其中3稱為數(shù)字頻率，它和模擬域頻率的關(guān)系為T/fs(2-

17、5)式中的fs是采樣頻率。上式說明數(shù)字頻率是模擬頻率對(duì)采樣率fs的歸一化。同模擬域的情況相似，數(shù)字頻率代表了序列值變化的速率，而序列的傅立葉變換稱為序列的頻譜。序列的傅立葉變換和對(duì)應(yīng)的采樣信號(hào)頻譜具有下式的對(duì)應(yīng)關(guān)系。j 12 mX(ej ) T Xa(j)(2-6)即序列的頻譜是采樣信號(hào)頻譜的周期延拓。從式(2-6)可以看出，只要分析采樣序列的頻譜，就可以得到相應(yīng)的連續(xù)信號(hào)的頻譜。注意：這里的信號(hào)必須是帶限信號(hào)，采樣也必須滿足Nyquist定理。 在各種信號(hào)序列中，有限長(zhǎng)序列在數(shù)字信號(hào)處理中占有很重要的地位。無限長(zhǎng)的序列也往往可以用有限長(zhǎng)序列來逼近。對(duì)于有限長(zhǎng)的序列我們可以使用離散傅立葉變換(

18、DFT),這一變換可以很好地反應(yīng)序列的頻域特性，并且容易利用快速算法在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)當(dāng)序列的長(zhǎng)度是N時(shí)，我們定義離散傅立葉變換為：N 1 kn X(k) DFTx(n)x(n)WN(2-7)n 0 2 j 其中WN e N ,它的反變換定義為： N 1 1kn x(n) IDFTX(k) X(k)WN(2-8)N k 0 .一一一*_ _ . k根據(jù)式(2-3)和(2-7)令z Wn ,則有N 1 nk X(z)|z WNkx(n)WNDFTx(n)(2-9)n 0lxj kL2可以得到X(k) X(z) | z WNke N ,WNk是z平面單位圓上幅角為k的N點(diǎn)，就是將單位圓進(jìn)行 N等分以后

19、第k個(gè)點(diǎn)。所以，X(k)是z變換在單位圓上的等距采樣， 或者說是序列傅立葉變換的等距采樣。時(shí)域采樣在滿足Nyquist定理時(shí)，就不會(huì)發(fā)生頻譜混淆；同樣地，在頻率域進(jìn)行采樣的時(shí)候， 只要采樣間隔足夠小， 也不會(huì)發(fā)生時(shí)域序列的混淆。DFT是對(duì)序列傅立葉變換的等距采樣，因此可以用于序列的頻譜分析。在運(yùn)用DFT進(jìn)行頻譜分析的時(shí)候可能有三種誤差，分析如下：(1)混淆現(xiàn)象從式（2-6）中可以看出，序列的頻譜是采樣信號(hào)頻譜的周期延拓，周期是 2兀“，因此當(dāng)采樣速率不滿足 Nyquist 定理， 即采樣頻率fs1 /T 小于兩倍的信號(hào) （這里指的是實(shí)信號(hào)）頻率時(shí)， 經(jīng)過采樣就會(huì)發(fā)生頻譜混淆。 這導(dǎo)致采樣后的信

20、號(hào)序列頻譜不能真實(shí)地反映原信號(hào)的頻譜。所以，在利用 DFT 分析連續(xù)信號(hào)頻譜的時(shí)候，必須注意這一問題。避免混淆現(xiàn)象的唯一方法是保證采樣的速率足夠高， 使頻譜交疊的現(xiàn)象不出現(xiàn)。 這就告訴我們， 在確定信號(hào)的采樣頻率之前， 需要對(duì)頻譜的性質(zhì)有所了解。 在一般的情況下， 為了保證高于折疊頻率的分量不會(huì)出現(xiàn)，在采樣之前，先用低通模擬濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波。（ 2 ）泄漏現(xiàn)象實(shí)際中的信號(hào)序列往往很長(zhǎng)， 甚至是無限長(zhǎng)序列。 為了方便， 我們往往用截短的序列來近似它們。這樣可以使用較短的 DFT 來對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析。這種截短等價(jià)于給原信號(hào)序列乘以一個(gè)矩形窗函數(shù)。 而矩形窗函數(shù)的頻譜不是有限帶寬的， 從而它和

21、原信號(hào)的頻譜進(jìn)行卷積以后會(huì)擴(kuò)展原信號(hào)的頻譜。 值得一提的是， 泄漏是不能和混淆完全分離開的， 因?yàn)樾孤秾?dǎo)致頻譜的擴(kuò)展， 從而造成混淆。 為了減小泄漏的影響， 可以選擇適當(dāng)?shù)拇昂瘮?shù)使頻譜的擴(kuò)散減到最小。（ 3 ）柵欄效應(yīng)因?yàn)?DFT 是對(duì)單位圓上z 變換的均勻采樣，所以它不可能將頻譜視為一個(gè)連續(xù)函數(shù)。這樣就產(chǎn)生了柵欄效應(yīng)，從某種角度來看，用 DFT 來觀看頻譜就好像通過一個(gè)柵欄來觀看一幅景象， 只能在離散點(diǎn)上看到真實(shí)的頻譜。 這樣的話就會(huì)有一些頻譜的峰點(diǎn)或谷點(diǎn)被 “柵欄”擋住， 不能被我們觀察到。 減小柵欄效應(yīng)的一個(gè)方法是在源序列的末端補(bǔ)一些零值，從而變動(dòng) DFT 的點(diǎn)數(shù)。這種方法的實(shí)質(zhì)是認(rèn)為地

22、改變了對(duì)真實(shí)頻譜采樣的點(diǎn)數(shù)和位置，相當(dāng)于搬動(dòng)了“柵欄”的位置，從而使得原來被擋住的一些頻譜的峰點(diǎn)或谷點(diǎn)顯露出來。注意，這時(shí)候每根譜線多對(duì)應(yīng)的頻率和原來的已經(jīng)不相同了。從上面的分析過程可以看出， DFT 可以用于信號(hào)的頻譜分析，但必須注意可能產(chǎn)生的誤差，在應(yīng)用過程中要盡可能減小和消除這些誤差的影響?？焖俑盗⑷~變換 FFT 并不是與 DFT 不相同的另一種變換， 而是為了減少DFT 運(yùn)算次數(shù)的一種快速算法。它是對(duì)變換式（ 2-7 ）進(jìn)行一次次的分解，使其成為若干小點(diǎn)數(shù)DFT 的組 合，從而減小運(yùn)算量。常用的 FFT 是以 2 為基數(shù)，其長(zhǎng)度 N 2 M 。它的運(yùn)算效率高，程序比較簡(jiǎn)單，使用也十分地

23、方便。當(dāng)需要進(jìn)行變換的序列的長(zhǎng)度不是2 的整數(shù)次方的時(shí)候，為了使用以 2 為基的 FFT ，可以用末尾補(bǔ)零的方法，使其長(zhǎng)度延長(zhǎng)至2 的整數(shù)次方。 IFFT一般可以通過FFT 程序來完成，比較式（ 2-7 ）和（ 2-8 ） ，只要對(duì) X（k） 取共軛，進(jìn)行FFT 運(yùn)算，然后再取共軛，并乘以因子1/N ，就可以完成IFFT 。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容編制自己的 FFT 算法。選取實(shí)驗(yàn)1 中的典型信號(hào)序列驗(yàn)證算法的有效性。對(duì)所編制FFT 算法進(jìn)行性能評(píng)估。 （從哪些方面進(jìn)行？有無具體要求？）實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求總結(jié)自己實(shí)現(xiàn)FFT 算法時(shí)候采用了哪些方法減小了運(yùn)算量。給出自己的 FFT 算法與實(shí)驗(yàn)1 中自己的 DFT 算法

24、的性能比較結(jié)果。給出自己的 FFT 算法與 Matlab 中 FFT 算法的性能比較結(jié)果?？偨Y(jié)實(shí)驗(yàn)中根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得到的其他個(gè)人結(jié)論。實(shí)驗(yàn) 3 濾波器設(shè)計(jì)與濾波器特性分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆?Matlab 下濾波器設(shè)計(jì)工具( fdatool )的使用方法。掌握 IIR 濾波器設(shè)計(jì)方法與 FIR 濾波器設(shè)計(jì)方法。了解 IIR 濾波器設(shè)計(jì)與 FIR 濾波器設(shè)計(jì)方法的差異。掌握濾波器特性分析的方法。實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)利用 Matlab 的工具 fdatool 完成， 請(qǐng)仔細(xì)閱讀 Matlab 中濾波器設(shè)計(jì)工具箱fdatool的聯(lián)機(jī)幫助。 IIR 與 FIR 濾波器設(shè)計(jì)的原理請(qǐng)參考課程內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容IIR 濾波器設(shè)

25、計(jì)1、采樣頻率為1Hz,設(shè)計(jì)一個(gè)Chebyshev高通數(shù)字濾波器，其中通帶臨界頻率 fp 0.3Hz,通帶內(nèi)衰減小于0.8dB ( p 0.8dB ) ，阻帶臨界頻率fs0.2Hz ，阻帶內(nèi)衰減大于20dB ( s 20dB ) 。求這個(gè)數(shù)字濾波器的傳遞函數(shù)H(z) ，輸出它的幅頻特性曲線，觀察其通帶衰減和阻帶衰減是否滿足要求。2、采樣頻率為1Hz,設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字低通濾波器，要求其通帶臨界頻率fp 0.2Hz,通帶內(nèi)衰減小于1dB( p 1dB ) ，阻帶臨界頻率fs0.3Hz ，阻帶內(nèi)衰減大于25dB(s 25dB)。求這個(gè)數(shù)字濾波器的傳遞函數(shù)H(z),輸出它的幅頻特性曲線。3、設(shè)計(jì)Butterw