數(shù)字信號(hào)管理方案計(jì)劃實(shí)驗(yàn)matlab版用雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器

.\實(shí)驗(yàn)21用雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器(完美格式版，本人自己完成，所有語(yǔ)句正確，不排除極個(gè)別錯(cuò)誤，特別適用于山大，勿用冰點(diǎn)等工具下載，否則下載之后的word格式會(huì)讓很多部分格式錯(cuò)誤，謝謝)感謝閱讀學(xué)號(hào)姓名處XXXX一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募由顚?duì)雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器基本方法的了解。謝謝閱讀掌握用雙線性變換法設(shè)計(jì)數(shù)字低通、高通、帶通、帶阻濾波器的方法。感謝閱讀了解MATLAB有關(guān)雙線性變換法的子函數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容雙線性變換法的基本知識(shí)。用雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字低通濾波器。用雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字高通濾波器。用雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字帶通濾波器。用雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字帶阻濾波器。三、實(shí)驗(yàn)環(huán)境MATLAB7.0四、實(shí)驗(yàn)原理1.實(shí)驗(yàn)涉及的MATLAB子函數(shù)Bilinear功能：雙線性變換——將s域(模擬域)映射到z域(數(shù)字域)的標(biāo)準(zhǔn)方法，將模擬濾波器變換成離散等效濾波器。謝謝閱讀調(diào)用格式：[numd,dend]=bilinear(num,den,Fs);將模擬域傳遞函數(shù)變換為數(shù)字域傳遞函數(shù),Fs為取樣謝謝閱讀頻率。[numd,dend]=bilinear(num,den,Fs,Fp);將模擬域傳遞函數(shù)變換為數(shù)字域傳遞函數(shù),Fs為取謝謝閱讀樣頻率,Fp為通帶截止頻率。[zd,pd,kd]=bilinear(z,p,k,Fs);將模擬域零極點(diǎn)增益系數(shù)變換到數(shù)字域,Fs為取樣頻率。[zd,pd,kd]=bilinear(z,p,k,Fs,Fp);將模擬域零極點(diǎn)增益系數(shù)變換到數(shù)字域,Fs為取樣頻精品文檔放心下載率,Fp為通帶截止頻率。[Ad,Bd,Cd,Dd]=bilinear(A,B,C,D,Fs);將模擬域狀態(tài)變量系數(shù)變換到數(shù)字域,Fs為取樣頻謝謝閱讀率。雙線性變換法的基本知識(shí)雙線性變換法是將整個(gè)s平面映射到整個(gè)z平面，其映射關(guān)系為感謝閱讀21z11sT/2sz1zT1或1sT/2雙線性變換法克服了脈沖響應(yīng)不變法從s平面到z平面的多值映射的缺點(diǎn)，消除了頻譜混疊現(xiàn)象。但其在變換過(guò)程中產(chǎn)生了非線性的畸變，在設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器的過(guò)程中需要進(jìn)精品文檔放心下載.\行一定的預(yù)修正。MATLAB雙線性變換法進(jìn)行IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的步驟(參見圖19-1)與脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì)的步驟基本相同：精品文檔放心下載(1)輸入給定的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)指標(biāo)；(2)根據(jù)公式W＝2[]Ttan[JB((]w[]2[JB))]進(jìn)行預(yù)修正，將數(shù)字濾波器指標(biāo)轉(zhuǎn)換成模擬濾波器設(shè)計(jì)指標(biāo)；謝謝閱讀(3)確定模擬濾波器的最小階數(shù)和截止頻率；(4)計(jì)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(shí)際模擬濾波器的系統(tǒng)傳遞函數(shù)；感謝閱讀(6)用雙線性變換法將模擬濾波器轉(zhuǎn)換為數(shù)字濾波器。用雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字低通濾波器21-1采用雙線性變換法設(shè)計(jì)一個(gè)巴特沃斯數(shù)字低通濾波器，要求：wp＝0.25p，Rp感謝閱讀＝1dB；ws＝0.4p，As＝15dB，濾波器采樣頻率Fs＝100Hz。感謝閱讀解程序如下：wp=0.25*pi;ws=0.4*pi;Rp=1;As=15;感謝閱讀ripple=10^(-Rp/20);Attn=10^(-As/20);Fs=100;T=1/Fs;Omgp=(2/T)*tan(wp/2);Omgs=(2/T)*tan(ws/2);[n,Omgc]=buttord(Omgp,Omgs,Rp,As,'s');[z0,p0,k0]=buttap(n);ba=k0*real(poly(z0));aa=real(poly(p0));[ba1,aa1]=lp2lp(ba,aa,Omgc);謝謝閱讀%注意,以上4行求濾波器系數(shù)ba1、aa1的程序,可由下一條程序替代感謝閱讀%[ba1,aa1]=butter(n,Omgc,'s');謝謝閱讀[bd,ad]=bilinear(ba1,aa1,Fs)精品文檔放心下載[sos,g]=tf2sos(bd,ad)[H,w]=freqz(bd,ad);dbH=20*log10((abs(H)+eps)/max(abs(H)));感謝閱讀subplot(2,2,1),plot(w/pi,abs(H));謝謝閱讀ylabel('|H|');title('幅度響應(yīng)');axis([0,1,0,1.1]);set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.25,0.4,1]);set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[0,Attn,ripple,1]);gridsubplot(2,2,2),plot(w/pi,angle(H)/pi);ylabel('＼phi');title('相位響應(yīng)');axis([0,1,-1,1]);set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.25,0.4,1]);set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[-1,0,1]);gridsubplot(2,2,3),plot(w/pi,dbH);title('幅度響應(yīng)(dB)');ylabel('dB');xlabel('頻率(＼pi)');axis([0,1,-40,5]);set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.25,0.4,1]);set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[-50,-15,-1,0]);grid感謝閱讀.\subplot(2,2,4),zplane(bd,ad);精品文檔放心下載axis([-1.1,1.1,-1.1,1.1]);title('零極圖');感謝閱讀程序運(yùn)行結(jié)果如下：n＝ 5Omgc＝103.2016bd＝0.00720.03620.07250.07250.03620.0072ad＝1.0000－1.94341.9680－1.07020.3166－0.0392sos＝1.00001.003601.0000－0.319301.00002.00221.00221.0000－0.69840.20531.00001.99420.99421.0000－0.92570.5976g＝0.0072頻率特性如圖21-1所示。|H|

幅度響應(yīng)相位響應(yīng)110.8913i0p＼0.177800.250.41-100.250.410幅度響應(yīng)(dB)零極圖01-1t0.5a-15PyBr0adnia-0.5mI-100.250.41-101頻率(＼pi)RealPart21-1用雙線性變換法設(shè)計(jì)的巴特沃斯數(shù)字低通濾波器特性精品文檔放心下載由頻率特性曲線可知，該設(shè)計(jì)結(jié)果在通阻帶截止頻率處能滿足Rp≤1dB、As≥15dB謝謝閱讀的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，系統(tǒng)的極點(diǎn)全部在單位圓內(nèi)，是一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)。由n＝5可知，設(shè)計(jì)的巴特沃斯數(shù)字低通濾波器是一個(gè)5階的系統(tǒng)，原型Ha(s)在s＝－∞處有5個(gè)零點(diǎn)，映射到z＝－1處。這個(gè)巴特沃斯數(shù)字低通濾波器的級(jí)聯(lián)型傳遞函數(shù)應(yīng)為感謝閱讀0.0072(1z1)5H(z)(10.3193z1)(10.6984z10.2053z2)(10.9257z10.5976z2)精品文檔放心下載用雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字高通濾波器21-2采用雙線性變換法設(shè)計(jì)一個(gè)橢圓數(shù)字高通濾波器，要求通帶fp＝250Hz，Rp＝1dB；阻帶fs＝150Hz，As＝20dB，濾波器采樣頻率Fs＝1000Hz。感謝閱讀解程序如下：.\fs=150;fp=250;Fs=1000;T=1/Fs;精品文檔放心下載wp=fp/Fs*2*pi;ws=fs/Fs*2*pi;Rp=1;As=20;ripple=10^(-Rp/20);Attn=10^(-As/20);Omgp=(2/T)*tan(wp/2);Omgs=(2/T)*tan(ws/2);[n,Omgc]=ellipord(Omgp,Omgs,Rp,As,'s')感謝閱讀[z0,p0,k0]=ellipap(n,Rp,As);謝謝閱讀ba=k0*real(poly(z0));aa=real(poly(p0));[ba1,aa1]=lp2hp(ba,aa,Omgc);精品文檔放心下載[bd,ad]=bilinear(ba1,aa1,Fs)感謝閱讀[H,w]=freqz(bd,ad);dbH=20*log10((abs(H)+eps)/max(abs(H)));精品文檔放心下載subplot(2,2,1),plot(w/2/pi*Fs,abs(H),'k');感謝閱讀ylabel('|H|');title('幅度響應(yīng)');axis([0,Fs/2,0,1.1]);精品文檔放心下載set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,fs,fp,Fs/2]);感謝閱讀set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[0,Attn,ripple,1]);grid精品文檔放心下載subplot(2,2,2),plot(w/2/pi*Fs,angle(H)/pi*180,'k');謝謝閱讀ylabel('\phi');title('相位響應(yīng)');axis([0,Fs/2,-180,180]);謝謝閱讀set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,fs,fp,Fs/2]);感謝閱讀set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[-180,0,180]);grid精品文檔放心下載subplot(2,2,3),plot(w/2/pi*Fs,dbH);謝謝閱讀title('幅度響應(yīng)(dB)');axis([0,Fs/2,-40,5]);感謝閱讀ylabel('dB');xlabel('頻率(\pi)');謝謝閱讀set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,fs,fp,Fs/2]);精品文檔放心下載set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[-50,-20,-1,0]);grid感謝閱讀subplot(2,2,4),zplane(bd,ad);感謝閱讀axis([-1.1,1.1,-1.1,1.1]);title('零極圖');謝謝閱讀運(yùn)行結(jié)果如下：n=3Omgc=2.0000e+003bd=0.2545-0.43220.4322-0.2545ad=1.00000.18900.71970.1574頻率特性如圖21-2所示。.\|H|

幅度響應(yīng)相位響應(yīng)11800.891300.10150250-18015025050005000幅度響應(yīng)(dB)零極圖01-1t0.5PBy0rd-20nia-0.5mI-10150250500-101頻率()RealPart21-2用雙線性變換法設(shè)計(jì)橢圓高通數(shù)字濾波器由頻率特性曲線可知，該設(shè)計(jì)結(jié)果在通阻帶截止頻率處能滿足Rp≤1dB、As≥20dB精品文檔放心下載的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。由n＝3可知，設(shè)計(jì)的橢圓數(shù)字高通濾波器是一個(gè)3階的系統(tǒng)，極點(diǎn)全部在Z平面的單位圓內(nèi)，是一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)。這個(gè)高通濾波器的傳遞函數(shù)應(yīng)為精品文檔放心下載H(z)0.25450.4322z10.4322z20.2545z310.189z10.7197z20.1574z3用雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字帶通濾波器例21-3采用雙線性變換法設(shè)計(jì)一個(gè)切比雪夫Ⅰ型數(shù)字帶通濾波器，要求：通帶wp1＝0.3p，wp2＝0.7p，Rp＝1dB；阻帶ws1＝0.2p，ws2＝0.8p，As＝20dB，濾波器采樣周期Ts＝0.001s。精品文檔放心下載解程序如下：wp1=0.3*pi;wp2=0.7*pi;ws1=0.2*pi;ws2=0.8*pi;Rp=1;As=20;T=0.001;Fs=1/T;Omgp1=(2/T)*tan(wp1/2);Omgp2=(2/T)*tan(wp2/2);謝謝閱讀Omgp=[Omgp1,Omgp2];Omgs1=(2/T)*tan(ws1/2);Omgs2=(2/T)*tan(ws2/2);感謝閱讀Omgs=[Omgs1,Omgs2];bw=Omgp2-Omgp1;w0=sqrt(Omgp1*Omgp2);精品文檔放心下載[n,Omgn]=cheb1ord(Omgp,Omgs,Rp,As,'s')精品文檔放心下載[z0,p0,k0]=cheb1ap(n,Rp);ba1=k0*real(poly(z0));aa1=real(poly(p0));[ba,aa]=lp2bp(ba1,aa1,w0,bw);精品文檔放心下載[bd,ad]=bilinear(ba,aa,Fs)感謝閱讀[H,w]=freqz(bd,ad);.\dbH=20*log10((abs(H)+eps)/max(abs(H)));精品文檔放心下載subplot(2,2,1),plot(w/2/pi*Fs,abs(H),'k');謝謝閱讀ylabel('|H|');title('幅度響應(yīng)');axis([0,Fs/2,0,1.1]);精品文檔放心下載set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,fs,fp,Fs/2]);精品文檔放心下載set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[0,Attn,ripple,1]);grid謝謝閱讀subplot(2,2,2),plot(w/2/pi*Fs,angle(H)/pi*180,'k');精品文檔放心下載ylabel('\phi');title('相位響應(yīng)');axis([0,Fs/2,-180,180]);謝謝閱讀set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,fs,fp,Fs/2]);精品文檔放心下載set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[-180,0,180]);grid精品文檔放心下載subplot(2,2,3),plot(w/2/pi*Fs,dbH);感謝閱讀title('幅度響應(yīng)(dB)');axis([0,Fs/2,-40,5]);精品文檔放心下載ylabel('dB');xlabel('頻率(\pi)');感謝閱讀set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,fs,fp,Fs/2]);精品文檔放心下載set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[-50,-20,-1,0]);grid謝謝閱讀subplot(2,2,4),zplane(bd,ad);精品文檔放心下載axis([-1.1,1.1,-1.1,1.1]);title('零極圖');謝謝閱讀程序運(yùn)行結(jié)果如下：n=3Omgn=1.0e+003*1.01913.9252bd=0.07360.0000-0.22080.00000.2208-0.0000-0.0736ad=1.00000.00000.97610.00000.85680.00000.2919頻率特性及零極點(diǎn)圖形如圖21-3所示。|H|

幅度響應(yīng) 相位響應(yīng)18010.8913 00.10150250-18015025050005000幅度響應(yīng)(dB)零極圖01-1t0.5P33yBr0-20adnia-0.5mI-10150250500-101頻率()RealPart21-3用雙線性變換法設(shè)計(jì)切比雪夫Ⅰ型帶通數(shù)字濾波器謝謝閱讀由頻率特性曲線可知，該設(shè)計(jì)結(jié)果在通阻帶截止頻率處能滿足Rp≤1dB、As≥20dB精品文檔放心下載的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。由n＝3可知，由3階的模擬低通原型用雙線性變換法設(shè)計(jì)出來(lái)的切比雪夫Ⅰ型數(shù)字帶通濾波器是一個(gè)6階的系統(tǒng)，極點(diǎn)全部在Z平面的單位圓內(nèi)，是一個(gè)穩(wěn)定的感謝閱讀.\系統(tǒng)。這個(gè)濾波器的傳遞函數(shù)應(yīng)為H(z)

0.07360.2208z20.2208z40.0736z6精品文檔放心下載10.9761z20.8568z40.2919z6感謝閱讀注意：在使用［z0，p0，k0］＝cheb1ap(n，Rp)設(shè)計(jì)模擬低通原型時(shí)，需要輸入通帶衰精品文檔放心下載Rp，即切比雪夫Ⅰ型模擬低通原型是以通帶衰減Rp為主要設(shè)計(jì)指標(biāo)的。因此，由模擬低通原型變?yōu)閿?shù)字帶通(或帶阻)濾波器時(shí)，使用lp2bp(或lp2bs)語(yǔ)句要求輸入模擬通帶帶寬W0和中心頻率BW，應(yīng)采用通帶截止頻率來(lái)計(jì)算，即謝謝閱讀bw=Omgp2-Omgp1;w0=sqrt(Omgp1*Omgp2); %[ZK(]模擬濾波器通帶帶謝謝閱讀寬和中心頻率如果將例21-3改為：采用雙線性變換法設(shè)計(jì)一個(gè)切比雪夫Ⅱ型數(shù)字帶通濾波器,其它條件不變,則需要修改下面幾句程序：謝謝閱讀bw=Omgs2-Omgs1;w0=sqrt(Omgs1*Omgs2); %[ZK(]模擬濾波器阻帶帶謝謝閱讀寬和中心頻率[n,Omgn]=cheb2ord(Omgp,Omgs,Rp,As,'s') %計(jì)算階數(shù)n和截止頻率謝謝閱讀[z0,p0,k0]=cheb2ap(n,As); %設(shè)計(jì)歸一化的模擬原型濾波器感謝閱讀采用阻帶截止頻率來(lái)計(jì)算W0和BW，是因?yàn)榍斜妊┓颌蛐湍M低通原型是以阻帶衰減感謝閱讀As為主要設(shè)計(jì)指標(biāo)的。程序運(yùn)行結(jié)果如下：n=3Omgn= 1.0e+003*0.66416.0234bd=0.25370.0000-0.47330.00000.47330.0000-0.2537ad=1.0000-0.00000.00080.00000.4206-0.0000-0.0343頻率特性及零極點(diǎn)圖形如圖21-4所示。|H|

幅度響應(yīng)相位響應(yīng)11800.8913i0p??0.10150250500-18015025050000幅度響應(yīng)(dB)零極圖01-1t0.5aPBy0rd-20ia-0.5mI-10150250500-101頻率()RealPart21-4用雙線性變換法設(shè)計(jì)切比雪夫Ⅱ型帶通數(shù)字濾波器精品文檔放心下載由程序數(shù)據(jù)和曲線可知，該設(shè)計(jì)結(jié)果在通阻帶截止頻率處能滿足Rp≤1dB、As≥20dB謝謝閱讀.\的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。由n＝3可知，由3階的模擬低通原型用雙線性變換法設(shè)計(jì)出來(lái)的切比雪夫Ⅱ型數(shù)字帶通濾波器是一個(gè)6階的系統(tǒng)，極點(diǎn)全部在z平面的單位圓內(nèi)，是一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)。這個(gè)濾波器的傳遞函數(shù)應(yīng)為精品文檔放心下載H(z)0.25370.4733z20.4733z40.2537z610.0008z20.4206z40.0343z6感謝閱讀用雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字帶阻濾波器21-4采用雙線性變換法設(shè)計(jì)一個(gè)切比雪夫Ⅰ型數(shù)字帶阻濾波器，要求：下通帶wp1感謝閱讀＝0.2p，上通帶wp2＝0.8p，Rp＝1dB；阻帶下限ws1＝0.3p，阻帶上限ws2＝0.7p，As＝20dB，濾波器采樣頻率Fs＝1000Hz。精品文檔放心下載由題目可知，本例只是將例21-3的條件改為相反，即將原帶通濾波器通帶的頻率區(qū)域改為帶阻濾波器阻帶的頻率區(qū)域，將原帶通濾波器阻帶的頻率區(qū)域改為帶阻濾波器通帶的頻率區(qū)域。程序只需作5句修改：感謝閱讀ws1=0.3*pi;ws2=0.7*pi;wp1=0.2*pi;wp2=0.8*pi;[ba,aa]=lp2bs(ba1,aa1,w0,bw);謝謝閱讀程序運(yùn)行結(jié)果如下：n=3Omgn=1.0e+003*0.6498 6.1554bd=0.0736-0.00000.22080.00000.2208-0.00000.0736ad=1.00000.0000-0.9761-0.00000.85680.0000-0.2919頻率特性及零極點(diǎn)圖形如圖21-5所示。|H|

幅度響應(yīng) 相位響應(yīng)18010.8913i0p??0.10150250500-18015025050000幅度響應(yīng)(dB)零極圖130-1t0.5aPyBr0-20adnia-0.5mI3-10150250500-101頻率()RealPart圖21-5用雙線性變換法設(shè)計(jì)切比雪夫Ⅰ型帶阻數(shù)字濾波器感謝閱讀.\由程序數(shù)據(jù)和曲線可知，該設(shè)計(jì)結(jié)果在通阻帶截止頻率處能滿足Rp≤1dB、As≥20dB的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。由3階的模擬低通原型用雙線性變換法設(shè)計(jì)出來(lái)的切比雪夫Ⅰ型數(shù)字帶阻濾波器是一個(gè)6階的系統(tǒng)，極點(diǎn)全部在z平面的單位圓內(nèi)，是一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)。這個(gè)濾波器的傳遞函數(shù)應(yīng)為感謝閱讀H(z)

0.07360.2208z20.2208z40.0736z6精品文檔放心下載10.9761z20.8568z40.2919z6精品文檔放心下載如果將例21-4改為：采用雙線性變換法設(shè)計(jì)一個(gè)切比雪夫Ⅱ型數(shù)字帶阻濾波器，其它條件不變，則在上面程序的基礎(chǔ)上與例21-3一樣，修改下面幾句程序：謝謝閱讀bw=Omgs2-Omgs1;w0=sqrt(Omgs1*Omgs2); %[ZK(]模擬濾波器阻帶帶寬精品文檔放心下載和中心頻率[n,Omgn]=cheb2ord(Omgp,Omgs,Rp,As,'s')[KG*2] %計(jì)算階數(shù)n和截止精品文檔放心下載頻率[z0,p0,k0]=cheb2ap(n,As); %設(shè)計(jì)歸一化的模擬原型濾波器感謝閱讀程序運(yùn)行結(jié)果如下：n＝ 3Omgn＝10.029339.8833bd＝0.25370.00000.4733－0.00000.47330.00000.2537ad＝1.0000－0.0000－0.0008－0.00000.4206－0.00000.0343謝謝閱讀頻率特性及零極點(diǎn)圖形如圖21-6所示。|H|

幅度響應(yīng) 相位響應(yīng)18010.8913i0p??0.10150250500-18015025050000幅度響應(yīng)(dB)零極圖01-1t0.5aPyBr0-20adnia-0.5mI-10150250500-101頻率()RealPart圖21-6用雙線性變換法設(shè)計(jì)切比雪夫Ⅱ型帶阻數(shù)字濾波器感謝閱讀由程序數(shù)據(jù)和曲線可知，該設(shè)計(jì)結(jié)果在通阻帶截止頻率處能滿足Rp≤1dB、As≥20dB的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。由3階的模擬低通原型用雙線性變換法設(shè)計(jì)出來(lái)的切比雪夫Ⅱ型數(shù)字帶阻濾波器是一個(gè)6階的系統(tǒng)，極點(diǎn)全部在z平面的單位圓內(nèi)，是一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)。這個(gè)濾波器的傳遞函數(shù)應(yīng)為謝謝閱讀.\H(z)0.25370.4733z20.4733z40.2537z610.0008z20.4206z40.0343z6感謝閱讀五、實(shí)驗(yàn)過(guò)程用雙線性變換法設(shè)計(jì)切比雪夫Ⅱ型數(shù)字濾波器，列出傳遞函數(shù)并描繪模擬和數(shù)字濾波器的幅頻響應(yīng)曲線。感謝閱讀(1)設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字低通，要求：通帶wp＝0.2p，Rp＝1dB；阻帶ws＝0.35p，As＝15dB，精品文檔放心下載濾波器采樣頻率Fs＝10Hz。(2)設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字高通，要求：通帶wp＝0.35p，Rp＝1dB；阻帶ws＝0.2p，As＝15dB，精品文檔放心下載濾波器采樣頻率Fs＝10Hz。(1)MATLAB程序如下：wp=0.2*pi;ws=0.35*pi;Rp=1;As=15;ripple=10^(-Rp/20);Attn=10^(-As/20);謝謝閱讀Fs=10;T=1/Fs;Omgp=(2/T)*tan(wp/2);Omgs=(2/T)*tan(ws/2);[n,Omgc]=cheb2ord(Omgp,Omgs,Rp,As,'s')感謝閱讀[z0,p0,k0]=cheb2ap(n,As);ba=k0*real(poly(z0));aa=real(poly(p0));[ba1,aa1]=lp2lp(ba,aa,Omgc);謝謝閱讀[bd,ad]=bilinear(ba1,aa1,Fs)精品文檔放心下載[sos,g]=tf2sos(bd,ad)[H,w]=freqz(bd,ad);dbH=20*log10((abs(H)+eps)/max(abs(H)));謝謝閱讀subplot(2,2,1),plot(w/pi,abs(H));感謝閱讀ylabel('|H|');title('幅度響應(yīng)');axis([0,1,0,1.1]);謝謝閱讀set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.25,0.4,1]);感謝閱讀set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[0,Attn,ripple,1]);grid精品文檔放心下載subplot(2,2,2),plot(w/pi,angle(H)/pi);精品文檔放心下載ylabel('\phi');title('相位響應(yīng)');axis([0,1,-1,1]);精品文檔放心下載set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.25,0.4,1]);精品文檔放心下載set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[-1,0,1]);grid謝謝閱讀subplot(2,2,3),plot(w/pi,dbH);title('幅度響應(yīng)(dB)');謝謝閱讀ylabel('dB');xlabel('頻率');axis([0,1,-40,5]);精品文檔放心下載set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.25,0.4,1]);謝謝閱讀set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[-50,-15,-1,0]);grid謝謝閱讀subplot(2,2,4),zplane(bd,ad);精品文檔放心下載axis([-1.1,1.1,-1.1,1.1]);title('零極圖');謝謝閱讀運(yùn)行結(jié)果如圖1-1所示。.\|H|

幅度響應(yīng)相位響應(yīng)110.891300.177800.250.4-100.250.4101幅度響應(yīng)(dB)零極圖01-1t0.5a-15PyBr0adnia-0.5mI-100.250.41-101頻率RealPart圖1-1(2)MATLAB程序如下：Fs=1000;T=1/Fs;wp=0.35*pi;ws=0.2*pi;fp=wp/(2*pi)*Fs;fs=ws/(2*pi)*Fs;Rp=1;As=15;ripple=10^(-Rp/20);Attn=10^(-As/20);Omgp=(2/T)*tan(wp/2);Omgs=(2/T)*tan(ws/2);[n,Omgc]=cheb2ord(Omgp,Omgs,Rp,As,'s')謝謝閱讀[z0,p0,k0]=cheb2ap(n,As);ba=k0*real(poly(z0));aa=real(poly(p0));[ba1,aa1]=lp2hp(ba,aa,Omgc);精品文檔放心下載[bd,ad]=bilinear(ba1,aa1,Fs)感謝閱讀[H,w]=freqz(bd,ad);dbH=20*log10((abs(H)+eps)/max(abs(H)));謝謝閱讀subplot(2,2,1),plot(w/2/pi*Fs,abs(H),'k');謝謝閱讀ylabel('|H|');title('幅度響應(yīng)');axis([0,Fs/2,0,1.1]);感謝閱讀set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,fs,fp,Fs/2]);精品文檔放心下載set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[0,Attn,ripple,1]);grid感謝閱讀subplot(2,2,2),plot(w/2/pi*Fs,angle(H)/pi*180,'k');感謝閱讀.\ylabel('\phi');title('相位響應(yīng)');axis([0,Fs/2,-180,180]);精品文檔放心下載set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,fs,fp,Fs/2]);感謝閱讀set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[-180,0,180]);grid感謝閱讀subplot(2,2,3),plot(w/2/pi*Fs,dbH);感謝閱讀title('幅度響應(yīng)(dB)');axis([0,Fs/2,-40,5]);感謝閱讀ylabel('dB');xlabel('頻率(\pi)');感謝閱讀set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,fs,fp,Fs/2]);感謝閱讀set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[-50,-20,-1,0]);grid精品文檔放心下載subplot(2,2,4),zplane(bd,ad);精品文檔放心下載axis([-1.1,1.1,-1.1,1.1]);title('零極圖');精品文檔放心下載運(yùn)行結(jié)果如圖1-2所示。幅度響應(yīng)10.8913|H|0響應(yīng)(dB)-01Bd -20

相位響應(yīng)1800-1801001755005000零極圖1t0.5aPyr0ania-0.5mI-10100175500-101頻率()RealPart1-2采用雙線性變換法設(shè)計(jì)一個(gè)切比雪夫Ⅱ型數(shù)字帶通濾波器，要求：通帶fp1＝200Hz，fp2＝300Hz，Rp＝1dB；阻帶fs1＝150Hz，fs2＝350Hz，As＝20dB，濾波器采樣頻率Fs精品文檔放心下載＝1000Hz。列出傳遞函數(shù)并作頻率響應(yīng)曲線和零極點(diǎn)分布圖。精品文檔放心下載MATLAB程序如下：fs1=150;fp1=200;fs2=350;fp2=300;感謝閱讀wp1=fp1/Fs*2*pi;wp2=fp2/Fs*2*pi;精品文檔放心下載ws1=fs1/Fs*2*pi;ws2=fs2/Fs*2*pi;精品文檔放心下載Rp=1;As=20;Fs=1000;T=1/Fs;Omgp1=(2/T)*tan(wp1/2);Omgp2=(2/T)*tan(wp2/2);精品文檔放心下載Omgp=[Omgp1,Omgp2];Omgs1=(2/T)*tan(ws1/2);Omgs2=(2/T)*tan(ws2/2);感謝閱讀Omgs=[Omgs1,Omgs2];bw=Omgs2-Omgs1;w0=sqrt(Omgs1*Omgs2);感謝閱讀.\[n,Omgn]=cheb2ord(Omgp,Omgs,Rp,As,'s')感謝閱讀[z0,p0,k0]=cheb2ap(n,As);ba1=k0*real(poly(z0));aa1=real(poly(p0));[ba,aa]=lp2bp(ba1,aa1,w0,bw);謝謝閱讀[bd,ad]=bilinear(ba,aa,Fs)精品文檔放心下載[H,w]=freqz(bd,ad);dbH=20*log10((abs(H)+eps)/max(abs(H)));精品文檔放心下載subplot(2,2,1),plot(w/2/pi*Fs,abs(H),'k');精品文檔放心下載ylabel('|H|');title('幅度響應(yīng)');axis([0,Fs/2,0,1.1]);感謝閱讀set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,fs,fp,Fs/2]);精品文檔放心下載set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[0,Attn,ripple,1]);grid精品文檔放心下載subplot(2,2,2),plot(w/2/pi*Fs,angle(H)/pi*180,'k');感謝閱讀ylabel('\phi');title('相位響應(yīng)');axis([0,Fs/2,-180,180]);謝謝閱讀set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,fs,fp,Fs/2]);感謝閱讀set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[-180,0,180]);grid謝謝閱讀subplot(2,2,3),plot(w/2/pi*Fs,dbH);感謝閱讀title('幅度響應(yīng)(dB)');axis([0,Fs/2,-40,5]);感謝閱讀ylabel('dB');xlabel('頻率(\pi)');精品文檔放心下載set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,fs,fp,Fs/2]);精品文檔放心下載set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[-50,-20,-1,0]);grid謝謝閱讀subplot(2,2,4),zplane(bd,ad);感謝閱讀axis([-1.1,1.1,-1.1,1.1]);title('零極圖');感謝閱讀運(yùn)行結(jié)果如圖2-1所示。幅度響應(yīng)10.8913|H|0響應(yīng)(dB)-01Bd -20

相位響應(yīng)1800-1801001755005000零極圖1t0.5aPyr0ania-0.5mI-10100175500-101頻率()RealPart2-1.\采用雙線性變換法設(shè)計(jì)一個(gè)橢圓數(shù)字帶阻濾波器，要求：下通帶wp1＝0.35p，上通感謝閱讀wp2＝0.65p，Rp＝1dB；阻帶下限ws1＝0.4p，阻帶上限ws2＝0.6p，As＝20dB，濾波器采樣周期T＝0.1s。列出傳遞函數(shù)并作頻率響應(yīng)曲線和零極點(diǎn)分布圖。感謝閱讀MATLAB程序如下：wp1=0.35*pi;wp2=0.65*pi;ws1