IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)及軟件實(shí)現(xiàn)

驗(yàn)一：數(shù)字濾波器及軟件實(shí)現(xiàn)一、導(dǎo)1．驗(yàn)?zāi)康摹病呈煊镁€(xiàn)變法計(jì)數(shù)濾器的原理與方法；2用具fdatool設(shè)種數(shù)濾波，學(xué)會(huì)根據(jù)濾波需求確定波器指標(biāo)參數(shù)。〔〕掌握數(shù)字濾器的實(shí)方法。〔〕通觀察波器入出信的時(shí)波形其譜，立數(shù)濾波概。2．驗(yàn)原理設(shè)計(jì)數(shù)字濾波一般采用間接法〔脈沖響應(yīng)不變法和雙性變換用泛的是線(xiàn)變法設(shè)過(guò)程①先將給定數(shù)字濾波器的標(biāo)轉(zhuǎn)換成過(guò)模擬濾波的指；過(guò)渡模擬濾波器③過(guò)模濾器統(tǒng)數(shù)換數(shù)濾波器的系統(tǒng)函信理具的種數(shù)濾波器計(jì)函數(shù)是采用雙線(xiàn)性變法。第六章介紹的波器設(shè)函數(shù)、和可分被用接設(shè)計(jì)巴特沃斯、切比雪夫、切雪夫和圓擬和數(shù)字濾器。本實(shí)驗(yàn)要求讀者調(diào)如上數(shù)直接設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器。本實(shí)驗(yàn)的數(shù)字濾器的實(shí)是指用MATLAB信處理工具箱函數(shù)對(duì)定的輸信號(hào)進(jìn)行濾波，得到濾波后的輸出信號(hào)。3.實(shí)內(nèi)容及步驟〔〕調(diào)用信號(hào)產(chǎn)生函數(shù)產(chǎn)生三路制波調(diào)信號(hào)加構(gòu)的信號(hào)，函數(shù)的時(shí)域形幅頻特性線(xiàn)，如1由可，路信號(hào)時(shí)域法時(shí)域頻域是別的以通波法頻域是本驗(yàn)的的。1三路幅信號(hào)的域波形和幅頻性線(xiàn)〔〕要求st中三路調(diào)幅信別，通過(guò)觀察的頻性線(xiàn)，分別確定可以st中三制頻幅的濾〔通濾通濾器通濾波器〕。0.1dB,最2c02c060dB。提示：抑制載波頻調(diào)幅信號(hào)的數(shù)表示式為(tft0

1t[cos(2ff)tfcc0c

0

)t)]其中，cos(2t)稱(chēng)波，為頻率，cos(2t)稱(chēng)單頻制號(hào)f為調(diào)正弦信號(hào)頻率，且滿(mǎn)足f。上可見(jiàn)，所謂制載單調(diào)幅信號(hào)，是個(gè)弦c0信相，有個(gè)率成分：頻f和差頻f這個(gè)頻率分關(guān)于載波頻率c0cf對(duì)以1路制載波單頻調(diào)幅關(guān)于載波頻率對(duì)的根線(xiàn)其中沒(méi)載頻分取抑波調(diào)號(hào)易圖中路調(diào)幅信號(hào)的載波率分為、1000Hz如果調(diào)制信號(hào)具有限連續(xù)頻無(wú)成，那

s(t)(t)cos(2

ftc

就是一的抑制載波調(diào)信號(hào)。其頻譜圖是于載波頻率對(duì)稱(chēng)的個(gè)邊上下邊帶業(yè)課通信原理中稱(chēng)為雙邊帶抑制載波調(diào)信,稱(chēng)雙帶(DSB)信號(hào)果調(diào)制信號(hào)直流成分那么(t)(t

t)c

就是一般雙邊帶調(diào)信號(hào)其頻譜圖關(guān)于載頻率對(duì)稱(chēng)的個(gè)邊帶〔上下邊帶含頻成?！?編調(diào)MATLAB濾波器設(shè)計(jì)函數(shù)ellipord和別設(shè)計(jì)這橢波器，繪顯其頻應(yīng)性曲?！?〕濾波器函數(shù)，個(gè)濾波對(duì)信號(hào)數(shù)產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)濾，離出中的三路不同波頻率的調(diào)幅信號(hào)(n)、y(n)和(n)，圖示、y2(n)和域，別果。4．號(hào)產(chǎn)生函數(shù)清單(見(jiàn)材5．驗(yàn)程序框圖如圖所示供參。ffff450fff調(diào)用數(shù)產(chǎn)生，自動(dòng)繪圖顯st的時(shí)波和特曲線(xiàn)用ellipord和別設(shè)計(jì)三個(gè)橢圓波器，并繪圖顯示其幅頻響應(yīng)特性曲線(xiàn)。調(diào)filter，個(gè)器別對(duì)號(hào)濾別出三路不同載波頻率的調(diào)幅信號(hào)(n)、y(n)和(n)繪圖示y1(n)、y2(n)和的時(shí)域形和幅頻特性線(xiàn)圖程圖6．思題〔〕閱信產(chǎn)數(shù)，定三路調(diào)信號(hào)的波率和調(diào)信頻率?！病承盘?hào)產(chǎn)生函數(shù)采樣數(shù)，對(duì)進(jìn)行點(diǎn)以得到根理譜線(xiàn)果取N=1000否得到根理想譜線(xiàn)？為什么N=2000呢請(qǐng)變函數(shù)采樣點(diǎn)數(shù)的值觀察譜圖證您判斷否正。二、濾器及清濾波器參數(shù)選取觀察圖可，調(diào)號(hào)波分為、500Hz、1000Hz。帶寬也可以由號(hào)產(chǎn)函數(shù)單出〕分別為、100Hz、200Hz。以別離合號(hào)中路制波單頻調(diào)幅信號(hào)的三個(gè)波〔通波、帶通濾波器、通波的標(biāo)參選取下對(duì)載波率為的幅號(hào)可用低濾器離其標(biāo)：通帶截頻率帶衰p

0.1dBp

；阻帶截頻率，阻帶最小衰s

s

，對(duì)載波率為的幅號(hào)可用帶濾器離其標(biāo)：通帶截頻率pl

，Hz通最大衰pu

0.1dBp

；阻帶截頻率sl

275

，

，最小減

s

，對(duì)載波率為1000Hz的條幅信號(hào)可用高濾器別離，其標(biāo)為通帶截頻率Hz，通帶大衰減p

0.1dBp

；ff阻帶截頻率，阻帶最小衰減，明了能每個(gè)濾波的邊界頻率選擇那么是盡量使濾波器過(guò)帶寬盡可能寬?！病承藕瘮?shù)相采率Fs=10kHz?！病沉藶V波器階最低，選用圓濾波器再次特斯雪夫1、比雪夫數(shù)字濾波〕按圖2所的框?qū)戲?yàn)為。2、實(shí)驗(yàn)程序清單%實(shí)驗(yàn)1程序exp1.m%IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)及軟件實(shí)現(xiàn)clearall;closeallFs=10000;T=1/Fs;%采頻率%調(diào)用信號(hào)產(chǎn)函數(shù)生由路抑載波幅信號(hào)加構(gòu)的復(fù)信號(hào)st=mstg;%通濾波器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)=========================================fp=280;fs=450;wp=2*fp/Fs;ws=2*fs/Fs;rp=0.1;rs=60;%DF標(biāo)〔低通濾波器的通、阻帶邊界頻〕[N,wp]=ellipord(wp,ws,rp,rs);%調(diào)用ellipord計(jì)算橢圓數(shù)和通截止頻率[B,A]=ellip(N,rp,rs,wp);%調(diào)用計(jì)橢圓帶通函數(shù)系向量和y1t=filter(B,A,st);%波器軟件實(shí)現(xiàn)%低通濾波器計(jì)與實(shí)繪圖局部figure(2);subplot(2,1,1);myplot(B,A);%用繪函數(shù)繪損耗函數(shù)曲線(xiàn)%調(diào)用繪函數(shù)繪濾波器出波形%通濾波設(shè)計(jì)與現(xiàn)〔自己添加〕====================================================%帶通濾波器計(jì)與實(shí)繪圖局部〔自己添加〕%通濾波器設(shè)計(jì)與實(shí)〔自己添加================================================%上下通濾波器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)繪圖局部自己添加〕functionmyplot(B,A)%時(shí)域散統(tǒng)耗數(shù)圖%B為系統(tǒng)分子式系量%A為系統(tǒng)分母式系量[H,W]=freqz(B,A,1000);m=abs(H);plot(W/pi,20*log10(m/max(m)));gridxlabel('\omega/\pi');ylabel('幅度(dB)')axis([0,1,-80,5]);title('損耗函數(shù)曲');functiontplot(xn,T,yn)%時(shí)域列續(xù)線(xiàn)圖數(shù)%xn:信數(shù)據(jù)序列yn:繪圖號(hào)縱坐名稱(chēng)字串〕%為樣間隔n=0:length(xn)-1;t=n*T;plot(t,xn);xlabel('t/s');ylabel(yn);axis([0,t(end),min(xn),1.2*max(xn)])三實(shí)驗(yàn)1程序p運(yùn)結(jié)果圖所。圖見(jiàn)，三別濾波器標(biāo)數(shù)選取確損耗函曲線(xiàn)到達(dá)指別三路信號(hào)1(n)y2(n和y3(n是抑制載波的單調(diào)幅波(a)低通波器損耗函數(shù)及其別離出的調(diào)幅信號(hào)(t)(b)帶通波器損耗函數(shù)及其別離出的調(diào)幅信號(hào)(t)(c)通器函其出幅號(hào)(t)圖實(shí)驗(yàn)程序p1.m運(yùn)結(jié)果四、答復(fù)思題思考題2〕號(hào)是期列譜分時(shí)求察時(shí)間為數(shù)周。所，此題一般解方法是先確定號(hào)的期，在判斷所給樣點(diǎn)數(shù)對(duì)觀察間Tp=NT是否為的周期信號(hào)函