iir數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)及軟件實(shí)現(xiàn)

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1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)及軟件實(shí)現(xiàn)一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）熟悉用雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器的原理與方法；（2）學(xué)會(huì)用MATLAB信號(hào)處理工具箱中的濾波器設(shè)計(jì)函數(shù)（或?yàn)V波器設(shè)計(jì)分析工具FDAtool）設(shè)計(jì)各種濾波器，學(xué)會(huì)根據(jù)濾波需求確定濾波器指標(biāo)參數(shù)；（3）掌握IIR數(shù)字濾波器的MATLAB實(shí)現(xiàn)方法；（4）通過(guò)觀察濾波器輸入、輸出信號(hào)的時(shí)域波形及其頻譜，建立數(shù)字濾波的概念。二．實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器一般采用間接法（脈沖響應(yīng)不變法和雙線性不變法），應(yīng)用最廣泛的是雙線性變換法。基本的設(shè)計(jì)過(guò)程是：將給定的數(shù)字濾波器指標(biāo)轉(zhuǎn)換成模擬濾波器的指標(biāo)；涉及模擬濾波器；將模擬濾波

2、器的系統(tǒng)函數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器的系統(tǒng)函數(shù)。MATLAB信號(hào)處理工具箱中的各種IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)函數(shù)都是采用雙線性變換法。本實(shí)驗(yàn)的數(shù)字濾波器的MATLAB實(shí)驗(yàn)是調(diào)用MATLAB信號(hào)處理工具箱的函數(shù)filter對(duì)給定的輸入信號(hào)x(n)進(jìn)行濾波，得到濾波后的輸出信號(hào)y(n).三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1．信號(hào)處產(chǎn)生函數(shù)mstg產(chǎn)生由三路抑制載波調(diào)幅信號(hào)相加構(gòu)成的復(fù)合信號(hào)st，該函數(shù)還會(huì)自動(dòng)回圖顯示st的時(shí)域波形和幅頻特性曲線，由后圖可見(jiàn)，三路信號(hào)時(shí)域混疊無(wú)法在時(shí)域分離。但頻域是分離的，所以可通過(guò)濾波的方法在頻域分離。2．將st中三路調(diào)幅信號(hào)分離，通過(guò)觀察st的幅頻特性曲線，分別確定可以分離

3、st中三路抑制載波單頻調(diào)幅信號(hào)的三個(gè)濾波器（低通濾波器、帶通濾波器、高通濾波器）的通帶截止頻率和阻帶截止頻率。且濾波器的通帶最大衰減為0.1dB，阻帶最小衰減為60bB。提示：抑制載波單頻調(diào)幅信號(hào)的數(shù)學(xué)表示式為+?其中，稱為載波，為載波頻率，稱為單頻調(diào)制信號(hào)，為調(diào)制正弦波信號(hào)頻率，且滿足>。由上式可見(jiàn)，所謂抑制載波單頻調(diào)幅信號(hào)，就是2個(gè)正弦信號(hào)相乘，它有2個(gè)頻率成分：和頻+和差頻-，這2個(gè)頻率成分關(guān)于載波頻率對(duì)稱。所以，1路抑制載波單頻調(diào)幅信號(hào)的頻譜圖是關(guān)于載波頻率精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案對(duì)稱的2根譜線，其中沒(méi)有載頻成分，故取名為抑制載波單頻調(diào)幅信號(hào)。圖中三路調(diào)幅信號(hào)的載波頻率分

4、別為250Hz、500Hz、1000Hz。3.編程調(diào)用MATLAB濾波器涉及函數(shù)ellipord和ellip分別設(shè)計(jì)這三個(gè)橢圓濾波器，并繪圖顯示其損耗函數(shù)曲線；4.調(diào)用濾波器實(shí)驗(yàn)函數(shù)filter，用三個(gè)濾波器分別對(duì)信號(hào)產(chǎn)生函數(shù)mstg產(chǎn)生的信號(hào)st進(jìn)行濾波，分離出st中的三路不同載波頻率的調(diào)幅信號(hào)y1(n)、y2(n)、y3(n)。濾波器參數(shù)的選?。簂對(duì)于載波頻率為250Hz的條幅信號(hào)，可以選用低通濾波器分離，其指標(biāo)為：通帶截止頻率，通帶最大衰減；阻帶截止頻率，阻帶最小衰減;l對(duì)于載波頻率為500Hz的條幅信號(hào)，可以選用帶通濾波器分離，其指標(biāo)為:通帶截止頻率，，通帶最大衰減；

5、阻帶截止頻率，，阻帶最小衰減；l對(duì)于載波頻率為1000Hz的條幅信號(hào)，可以選用高通濾波器分離，其指標(biāo)為：通帶截止頻率，通帶最大衰減；?阻帶截止頻率，阻帶最小衰減;說(shuō)明：（1）為了使濾波器階數(shù)盡可能低，每個(gè)濾波器的邊界頻率選擇原則是盡可能使濾波器過(guò)渡帶寬盡可能寬；（2）與信號(hào)產(chǎn)生函數(shù)mstg相同采用頻率Fs=10kHz；（3）為了濾波器階數(shù)最低，選用橢圓濾波器。一．試驗(yàn)程序框圖調(diào)用函數(shù)mstg產(chǎn)生st，自動(dòng)繪圖顯示st的時(shí)域波形和幅頻特性曲線調(diào)用ellipord和ellip分別設(shè)計(jì)三個(gè)橢圓濾波器，并繪圖顯示其幅頻響應(yīng)特性曲線調(diào)用filter，用三個(gè)濾波器分別對(duì)信號(hào)st進(jìn)行濾波，

6、分離出三路不同載波頻率的調(diào)幅信號(hào)y1(n),y2(n),和y3(n)繪圖顯示y1(n),y2(n)和y3(n)的時(shí)域波形結(jié)束精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案一．思考題及簡(jiǎn)答1、閱讀信號(hào)產(chǎn)生函數(shù)mstg，確定三路調(diào)幅信號(hào)的載波頻率和調(diào)制信號(hào)頻率答：第一路調(diào)幅信號(hào)的載波頻率fc1=1000Hz；第一路調(diào)幅信號(hào)的調(diào)制頻率fm1=100Hz；第二路調(diào)幅信號(hào)的載波頻率fc2=500Hz；第二路調(diào)幅信號(hào)的調(diào)制頻率fm2=50Hz；第三路調(diào)幅信號(hào)的載波頻率fc3=250Hz；第三路調(diào)幅信號(hào)的調(diào)制頻率fm3=25Hz；2、信號(hào)產(chǎn)生函數(shù)mstg中采樣點(diǎn)數(shù)N=1600，對(duì)st進(jìn)行N點(diǎn)FFT就可以得到6根理想

7、譜線。如果取N=1800，可否得到6根理想譜線？為什么？N=2000呢？請(qǐng)改變采樣點(diǎn)數(shù)N的值，觀察頻譜圖驗(yàn)證判斷是否正確？答：因?yàn)樾盘?hào)st是周期序列，譜分析時(shí)要求觀察時(shí)間為整數(shù)倍周期。分析可知，st的每個(gè)頻率成分都是25Hz的整數(shù)倍。采樣頻率Fs=10kHz=25×400Hz，即在25Hz的正弦波的1個(gè)周期中采樣400點(diǎn)。所以，當(dāng)N為400的整數(shù)倍時(shí)一定為st的整數(shù)個(gè)周期。因此，采樣點(diǎn)數(shù)N=1600和N=2000時(shí)，對(duì)st進(jìn)行N點(diǎn)FFT可以得到6根理想譜線。如果取N=1800，不是400的整數(shù)倍，不能得