数字信号处理课程设计论文.doc

内蒙古科技大学数字信号处理课程设计论文 班级： 姓名： 学号：课程设计一：离散时间序列的卷积运算一实验目的1.应用matlab软件提供的函数分析时域离散时间序列。2.掌握离散时间信号的卷积在离散系统分析中的作用及其matlab的实现。二实验原理离散时间序列进行线性卷积和运算，卷积运算的数学表达式为yk=xk*hk.应用matlab软件，运用其中的函数语句及运算表达式写出程序，从而实现卷积的运算，得出卷积结果。三实验内容应用matlab软件提供的函数分析时域离散时间序列。已知x(n)=1,1,1,1,0,0, 计算离散序列的线性卷积和y(n)=x(n)*x(n)。其中要用到的函数语句有y=conv(x1,x2)，表示两个信号卷积。subplot(m,n,k)，表示把一个形窗口分为m*n快，在第k块画出图形。stem表示横轴或纵轴取值范围。四程序若x(n)=1,1,1,1,0,0, 计算离散序列的线性卷积和。y(n)=x(n)*x(n)。x=1,1,1,1,0,0,;y=conv(x,x);subplot(2,1,1);stem(0:length(x)-1,x);ylabel(x(n);xlabel(time index n);subplot(2,1,2);stem(0:length(y)-1,y);ylabel(y(n)=x(n)*x(n);xlabel(time index n);五matlab运行结果：课程设计二： 利用matlab实现脉冲响应不变法一、实验目的熟练掌握使用脉冲响应不变法实现数字滤波器二、实验原理 冲激响应不变法的基本思路为：设模拟滤波器的单位冲激响应为ha（t），数字滤波器的单位脉冲响应h(n)，是对ha（t）的均匀取样，即 h(s)h(t) h(n)= h(nt) h(z) 冲激响应不变法由于保持了模拟滤波器的冲激响应在取样时刻的取样值，所以具有较好的时间特性。但由于从模拟域（s域）变换到数字域（z域）的映射关系不是一一对应的关系，因而频谱混叠难以避免, 所以在实际应用中有它的局限性。三、实验内容 n,wc=buttord(wp,ws,ap,as,s),函数buttord的输入参数wp和ws分别表示滤波器的通带和阻带截频，ap和as表示滤波器的通带和阻带截频，s表示所设计的是模拟滤波器。函数buttord的返回参数n为bw型滤波器的阶数，wc等于bw型滤波器3db截频 num,den=butter(n,wc,s),利用函数buttord获得bw型滤波器参数n和wc后，再用函数butter获得bw滤波器系统函数h(s)的分子多项式系数（num）和分母多项式系数（den）numd,dend=impinvar(num,den,fs,)，式中num和den分别表示模拟滤波器系统函数h(s)的分子多项式系数和分母多项式系数，fs是脉冲响应不变法中的抽样频率，单位是hz。输出变量numd和dend分别表示数字滤波器的系统函数h(z)分子多项式系数和分母多项式系数四、实验程序 wp=0.1*pi;ws=0.4*pi;ap=1;as=25;fs=1;wp=wp*fs;ws=ws*fs;n=buttord(wp,ws,ap,as,s);wc=wp/(10(0.1*ap)-1)(1/2/n);numa,dena=butter(n,wc,s);numd,dend=impinvar(numa,dena,fs);w=linspace(0,pi,512);h=freqz(numd,dend,w);plot(w/pi,20*log10(abs(h);grid on; w=wp,ws;h=freqz(numd,dend,w);fprintf(ap=% .4fn,-20*log10(abs(h(1);fprintf(as=% .4fn,-20*log10(abs(h(2); 课程设计三：iir数字滤波器的设计一实验目的 1.掌握滤波器设计的方法，应用脉冲响应不变法、双线性变换法设计滤波器。2.使用matlab信号处理工具箱中提供的函数实现iir滤波器设计。3.学会正确使用matlab软件。二实验原理iir数字滤波器的任务就是寻求一个因果、物理可实现的系统函数h(z)，使它的频响h(ej)满足所希望得到的低通频域指标，即通带衰减ap、阻带衰减ar、通带截频p、阻带截频r。而其它形式的滤波器由低通的变化得到。 采用间接法设计iir数字滤波器就是按给定的指标，先设计一个模拟滤波器，进而通过模拟域与数字域的变换，求得物理可实现的数字滤波器。从模拟滤波器变换到数字滤波器常用的有：脉冲响应不变法和双线性变换法。iir滤波器的设计过程如下：数字频域指标模拟频域指标设计模拟滤波器h(s) 设计数字滤波器h(z)三实验内容利用bw型低通滤波器设计满足指标的数字滤波器。在设计滤波器过程终须进行以下操作并运用相关函数实现设计。iir滤波器阶数（order）选择：buttord - 巴特沃斯（butterworth）滤波器阶数选择。buttord用来确定巴特沃斯滤波器的阶数：n,wc = buttord (wp,ws,ap,as,) 。ap、as为通带最大衰减和阻带最小衰减，以db为单位；wp,wr为归一化通带截频和阻带截频。 b,a=butter(n,wc)，获得滤波器系统函数分子多项式系数向量b和分母多项式系数向量a。fs是脉冲响应不变法中的抽样频率。freqz为计算系统函数的函数,一般表示形式为h=freqz(b,a,w)，其中w为指定频率变量的范围。四程序设低通滤波器的通带截至频率fp4khz，通带最大衰减ap=1db,阻带起始频率fs=8khz,阻带最小衰减as=30db，采样频率fs30khz，设计合适的巴特沃斯型数字滤波器！%例620 根据参数求数字滤波器%fs=30000;fp=4000;fs=8000;ap=1;as=30;wp=2*fp/fs; ws=2*fs/fs; %计算数字滤波器的技术指标n,wc=buttord(wp,ws,ap,as); %计算数字滤波器的阶数和3db截至频率b,a=butter(n,wc); %计算数字滤波器的系统函数 b为分子多项式系数向量 a为分母多项式系数向量w=0:0.01*pi:pi; % w从0开始每间隔0.01取一个数值，到pi结束h,w=freqz(b,a,w)