发布时间 : 星期一 文章数字信号处理matlab实验报告 - 图文更新完毕开始阅读
___计算机__学院_网络工程__专业___3__班 学号_3116005027__
姓名________杨铠光________ 教师评定_________________
实验题目___________数字信号处理实验_____________ 实验三、FIR数字滤波器设计 一、实验目的
1、熟悉FIR滤波器的设计过程。
2、能够根据滤波器设计指标设计不同的滤波器。 3、熟悉FDATool，SPTool的一般操作。
二、实验环境
Matlab信号处理工具箱。
三、实验内容
1、用模拟原型法设计法与窗函数法分别设计一个IIR和FIR低通滤波器F1, F2，并满足性能指标：通带归一化频率wp=0.5，阻带归一化频率ws=0.6，阻带衰减不小于40dB，通带波纹不大于3dB。假设一个信号S，其中f1=8Hz，f2=21Hz。信号采样频率为50Hz。试将原信号与通过滤波器的信号进行比较。
要求：画出滤波器的幅频相应图，滤波前后对比图。 wp=0.5*pi;ws=0.6*pi;rs=40;rp=3; T=0.02;Nn=128; %采样间隔 wp=wp/T;ws=ws/T;
[N,Wn]=buttord(wp,ws,rp,rs,'s'); %计算模拟滤波器的最小阶数 [z,p,k]=buttap(N); %设计低通原型数字滤波器
[Bap,Aap]=zp2tf(z,p,k); %零点极点增益形式转换为传递函数形式 [b,a]=lp2lp(Bap,Aap,Wn);%低通滤波器的频率转换
[bz,az]=impinvar(b,a,1/T);%脉冲响应不变法设计数字滤波器传递函数 figure(1)
[H,f]=freqz(bz,az,Nn,1/T);%输出幅频响应和相频响应 subplot(2,1,1),plot(f,20*log10(abs(H))) xlabel('频率/Hz');ylabel('振幅/dB');grid on; subplot(2,1,2),plot(f,180/pi*unwrap(angle(H))) xlabel('频率/Hz');ylabel('相位/^o');grid on;
figure(2)
f1=8;f2=21;%输入信号含有的频率 N=100;%数据点数
dt=T;n=0:N-1;t=n*dt; %时间序列
x=sin(2*pi*f1*t)+0.5*cos(2*pi*f2*t);%输入信号 subplot(2,1,1),plot(t,x),title('输入信号') y=filtfilt(bz,az,x);%对信号进行滤波
subplot(2,1,2),plot(t,y),title('输出信号'),xlabel('时间/s')
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wp=0.5*pi;ws=0.6*pi;%滤波器边界频率 wdelta=ws-wp;%过渡带宽
N=ceil(8*pi/wdelta)%计算滤波器所用窗函数最小长度 Nw=N;
wc=(wp+ws)/2; %截止频率在同带和阻带边界的中点 n=0:N-1;
alpha=(N-1)/2; %求滤波器的相位延迟
m=n-alpha+eps; %eps为MATLAB系统的精度 hd=sin(wc*m)./(pi*m); %求理想滤波器脉冲响应 win=hanning(Nw); %采用汉宁窗
h=hd.*win'; %在时间域乘积对应于频率域的卷积 b=h; figure(1)
[H,f]=freqz(b,1,512,50);%采用50Hz的采样频率画出该滤波器的幅频和相频响应 subplot(2,1,1),plot(f,20*log10(abs(H)))
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xlabel('频率/Hz');ylabel('振幅/dB');grid on;
f1=8;f2=21; %检测输入信号含有两种频率成分 dt=0.02;t=0:dt:3; %采样间隔和检测信号的时间序列 x=sin(2*pi*f1*t)+cos(2*pi*f2*t); %检测信号 y=filter(b,1,x); %给出滤波器的输出 figure(2)
subplot(2,1,1),plot(t,x),title('输入信号') subplot(2,1,2),plot(t,y)
hold on;plot([1 1]*(N-1)/2*dt,ylim,'r') xlabel('时间/s'),title('输出信号');
2、在Workspace生成上面的原始信号S(即8Hz与21Hz组成的信号)，利用SPTool导入该信号，调用FDATool设计题1的滤波器F。用滤波器F对信号F做滤波处理。
要求：记录用SPTool及FDATool设计滤波器，滤波，显示滤波效果的全过程。
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