数字信号处理_上机作业3

1、第三次上机实验报告数字信号处理专业： 信息对抗技术 学生姓名：石星宇 02123010指导教师： 吕 雁 完成时间：2021年7月27日目 录数字信号处理第三次上机实验报告1实验目的1实验一1一、实验题目1二、 程序11、脉冲响应不变法12、双线性变换法23、 波形验证程序3三、 运行结果31、 脉冲响应不变法32、 双线性变换法5四、 结论6实验二6一、实验题目6二、程序6三、运行结果71、滤波器的单位脉冲响应72、 频率响应特性曲线8四、 结论8数字信号处理第三次上机实验报告实验目的1、 掌握基于MATLAB通过脉冲响应不变法、双线性变换法设计数字滤波器（IIR）的方法及步骤。2、 用含有

2、低频与高频成分的混合信号验证所设计的滤波器。3、 掌握频率采样法设计严格线性相位数字滤波器（FIR）的方法及步骤。实验一一、实验题目用脉冲响应不变法或双线性变换法设计一个数字低通巴特沃斯滤波器。满足一下参数：通带截止频率：，通带最大衰减：，阻带截止频率：，阻带最大衰减：。（1） 绘制该滤波器的幅频响应与相频响应曲线图；（2） 通过一个含有低频与高频成份的混合信号，进行滤波验证。2、 程序1、脉冲响应不变法wp=0.2*pi;%通带截止频率ws=0.3*pi;%阻带截止频率rp=1;%通带最大衰减rs=15;%阻带最小衰减N,wc=buttord(wp,ws,rp,rs,s);%计算对应模拟滤波

3、器的阶数N及3dB衰减频率Bs,As=butter(N,wc,s);%模拟滤波器传递函数分子分母多项式的系数Bz,Az=impinvar(Bs,As);%用脉冲响应不变法将模拟滤波器转换为数字滤波器w=linspace(0,pi,500);H,w1=freqz(Bz,Az,w);P=20*log10(angle(H);H=20*log10(abs(H);subplot(211)plot(w/pi,H),grid ontitle(幅频响应曲线)xlabel(omega/pi)ylabel(|H(ejomega)|/dB)subplot(212)plot(w/pi,P),grid ontitle(

4、相频响应曲线)xlabel(omega/pi)ylabel(相位Phi/dB)2、双线性变换法wp=0.2;%通带截止频率ws=0.3;%阻带截止频率rp=1;%通带最大衰减rs=15;%阻带最小衰减N,wc=buttord(wp,ws,rp,rs);Bz,Az=butter(N,wc);w=linspace(0,pi,500);H,w1=freqz(Bz,Az,w);P=20*log10(angle(H);H=20*log10(abs(H);figure(1)subplot(211)plot(w/pi,H),grid ontitle(幅频响应曲线)xlabel(omega/pi)ylabel

5、(|H(ejomega)|/dB)subplot(212)plot(w/pi,P),grid ontitle(相频响应曲线)xlabel(omega/pi)ylabel(相位Phi/dB)3、 波形验证程序t=0:0.001:2-0.001;%连续自变量f1=25;f2=250;x=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t);y=filter(Bz,Az,x);figure(2)subplot(211)%原信号plot(t,x)xlabel(t/s),ylabel(幅度)title(原信号波形)axis(0 100/f2 min(x)-0.2 max(x)+0.2)subplo

6、t(212)%滤波后信号波形plot(t,y)xlabel(t/s),ylabel(幅度)title(滤波后信号波形)axis(0 100/f2 min(y)-0.2 max(y)+0.2)3、 运行结果1、 脉冲响应不变法滤波器特性曲线滤波验证设,，让该信号通过低通滤波器，则高频成份被滤除。波形如下图所示：2、 双线性变换法滤波器特性曲线滤波验证4、 结论根据脉冲响应不变法设计的数字低通巴特沃斯滤波器，在通带截止频率处的衰减为0.92dB，在阻带截止频率处的衰减为15dB，均满足设计指标。根据双线性变换法设计的数字低通巴特沃斯滤波器，在通带截止频率处的衰减为0.564dB，在阻带截止频率处的

7、衰减为15dB，均满足设计指标。从混合信号的验证中也可以看出，所设计的滤波器能够完成低频滤波的功能。实验二一、实验题目采用频率采样法设计一个严格线性相位FIR数字低通滤波器，要求通带截止频率，过渡带宽度，阻带最小衰减，允许在过渡带上设置采样点。画出所设计滤波器的单位脉冲响应的波形及幅频响应特性曲线。二、程序%rs=40;阻带最小衰减%根据阻带最小衰减40dB确定过渡带采样点数为1；%根据过渡带宽确定滤波器长度N为65；B=pi/16;%过渡带宽度wp=pi/3;%通带截止频率M=2;T1=0.35;N=(M+1)*2*pi/B;N=N+mod(N+1,2);%保证h（n）长度为奇数Np=fix(wp/(2*pi/N);%Np+1为通带上的采样点数Ns=N-2*Np-1;%阻带采样点数Ak=ones(1,Np),T1,zeros(1,Ns),T1,ones(1,Np-1);theta=-pi*(N-1)*0:N-1/N;%相位采样向量Hk=Ak.*exp(1i*theta);%频率采样向量hn=real(ifft(Hk);%单位脉冲响应figure(1)stem(hn)xlabel(n),ylabel(幅度)title(滤波器单位脉冲响应h(n)f