數(shù)字信號管理方案計(jì)劃實(shí)驗(yàn)三用雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器

.\《數(shù)字信號處理》實(shí)踐報(bào)告題 目：實(shí)驗(yàn)三 用雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器精品文檔放心下載實(shí)驗(yàn)三：用雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜び秒p線性變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器的原理與方法。感謝閱讀掌握數(shù)字濾波器的計(jì)算機(jī)仿真方法。通過觀察對實(shí)際心電圖信號的濾波作用，獲得數(shù)字濾波的感性知識。謝謝閱讀2.實(shí)驗(yàn)步驟復(fù)習(xí)有關(guān)巴特沃斯模擬濾波器設(shè)計(jì)和用雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器的內(nèi)容，按照“2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)”的要求設(shè)計(jì)滿足指標(biāo)的數(shù)字濾波器函數(shù)H(z)。感謝閱讀現(xiàn)給出滿足本實(shí)驗(yàn)要求的數(shù)字濾波器系統(tǒng)函數(shù)：H(z)0.0007378(1z1)6=(11.2686z10.7051z2)(11.0106z10.3583z2)(10.9044z10.2155z2)感謝閱讀.\=3H(z)——（3.1）k1式中H(z)=A(12z1z2),k=1,2,3——（3.2）k1Bz1Cz2kkA=0.09036B1=1.2686,C1=－0.7051B2=1.0106,C2=－0.3583B3=0.9044,C3=－0.2155(3.1)式和(3.2)式可見，濾波器H(z)由三個(gè)二階濾波器H1(z)、H2(z)和H3(z)感謝閱讀級聯(lián)組成，如圖3.1所示。x(n)y(n)y(n)y(n)=y(n)H1(z)1H2(z)2H3(z)3H(z)3.1濾波器H(z)的組成編寫濾波器仿真程序，計(jì)算H(z)對心電圖信號抽樣序列x(n)的響應(yīng)序列y(n)。謝謝閱讀yk(n)為第k級二階濾波器Hk(z)的輸出序列，yk-1(n)為輸入序列，如圖3.1所示。由(3.2)式可得到差分方程：感謝閱讀yk(n)=Ayk-1(n)+2Ayk-1(n-1)+Ayk-1(n-2)+Bkyk(n-1)+Ckyk(n-2)——（3.3）感謝閱讀k=1時(shí)，yk-1(n)=x(n)。所以H(z)對x(n)的總響應(yīng)序列y(n)可以用順序迭代算法得到。即依次對k=1，2，3，求解差分方程(3.3)，最后得到y(tǒng)3(n)=y(n)。仿真程序就是實(shí)現(xiàn)上述求解差分方程和順序迭代算法的通用程序。也可以直接調(diào)用感謝閱讀MATLABfilter函數(shù)實(shí)現(xiàn)仿真。(3)在通用計(jì)算機(jī)上運(yùn)行仿真濾波程序，并調(diào)用通用繪圖子程序，完成“2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(2)和(3)”。謝謝閱讀本實(shí)驗(yàn)要用的MATLAB繪圖函數(shù)見附錄。3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)用雙線性變換法設(shè)計(jì)一個(gè)巴特沃斯低通IIR數(shù)字濾波器。設(shè)計(jì)指標(biāo)參數(shù)為：在通帶內(nèi)頻率低于0.2π時(shí)，最大衰減小于1dB；在阻帶內(nèi)[0.3π,π]頻率區(qū)間上，最小衰減大于15dB。精品文檔放心下載以x=[ones(1,10),zeros(1,40)]信號驗(yàn)證。精品文檔放心下載.\以0.02π為抽樣間隔，打印出數(shù)字濾波器在頻率區(qū)間[0,π/2]上的幅頻響應(yīng)特性曲線。感謝閱讀.\程序代碼：ws=0.3*pi;Ap=1;As=15;T=1;WP=(2/T)*tan(wp/2);WS=(2/T)*tan(ws/2);[N,Wc]=buttord(WP,WS,Ap,As,'s');謝謝閱讀[bt,at]=butter(N,Wc,'s')[bd,ad]=bilinear(bt,at,1/T)謝謝閱讀%數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)[hd,wd]=freqz(bd,ad,60);%畫圖figure(1);plot(wd/pi,abs(hd)),grid;axis([0,1,0,1])xlabel('w/pi');ylabel('abs(h)')%定義X軸與Y軸的標(biāo)稱含義title('數(shù)濾波器的頻率響應(yīng)')%定義圖形名稱感謝閱讀n=[1:56];%輸入系列的長度x=[-4,-2,0,-4,-6,-4,-2,-4,-6,-6,-4,-4,-6,-6,-2,6,12,8,0,-16,-38,-60,-84,-90,66,-32,-4,-2,-4感謝閱讀,8,12,12,10,6,6,6,4,0,0,0,0,0,-2,-4,0,0,0,-2,-2,0,0,-2,-2,-2,-2,0];感謝閱讀用所設(shè)計(jì)的濾波器對實(shí)際心電圖信號抽樣序列（在本實(shí)驗(yàn)后面給出）進(jìn)行仿真濾波處理，并分別打印出濾波前后的心電圖信號波形圖，觀察總結(jié)濾波作謝謝閱讀用與效果。時(shí)域.\頻域.\程序代碼：.\wp=0.2*pi;ws=0.3*pi;Ap=1;As=15;T=1;WP=(2/T)*tan(wp/2);WS=(2/T)*tan(ws/2);[N,Wc]=buttord(WP,WS,Ap,As,'s');[bt,at]=butter(N,Wc,'s')[bd,ad]=bilinear(bt,at,1/T)[hd,wd]=freqz(bd,ad,n);n=[1:56];%輸入系列的長度x=[-4,-2,0,-4,-6,-4,-2,-4,-6,-6,-4,-4,-6,-6,-2,6,12,8,0,-16,-38,-60,-84,-90,-66,-32,-4,-2,-4,8,12,12,10,6,6,6,4,0,0,0,0,0,-2,-4,0,0,0,-2,-2,0,0,-2,-2,-2,-2,0];y=filter(bd,ad,x);figure(1)subplot(2,1,1);plot(n,x);title('inputsequence');精品文檔放心下載xlabel('n');ylabel('x(n)');感謝閱讀subplot(2,1,2);plot(n,y);title('outputsequence');精品文檔放心下載xlabel('n');ylabel('y(n)');感謝閱讀k=[0:2*pi/63:2*pi];figure(2);X1=fft(x,64);X1=abs(X1);subplot(2,1,1);stem(k,X1);Y=fft(y,64);subplot(2,1,2);stem(k,abs(Y));思考題用雙線性變換法設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器過程中，變換公式s=11z1T1z1中T的取值，對設(shè)計(jì)結(jié)果有無影響？為什么？答：無影響，因?yàn)閿?shù)字濾波器的傳輸函數(shù)H（ejw）以2為周期，最高頻率在謝謝閱讀.\處，因此， <，按照線性關(guān)系 /T,那么一定滿足/T,因此T謝謝閱讀s s s s可以任選。在數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)問題起始于數(shù)字濾波器上的傳輸函精品文檔放心下載數(shù)X(ejwk)的技術(shù)要求，當(dāng)這些技術(shù)要求