实验报告
实验 6 离散时间滤波器设计预览报告
一、实验名称
离散时间滤波器设计
二、实验要求
设计分析一组滤波器，深入了解设计过程，掌握几种标准设计方法的特点
Point，需要小组讨论和个人实验，4 课时。
三、实验原理
1、IIR 数字滤波器设计
一个。脉冲响应不变法的变换原理
将模拟滤波器的s平面转化为数字滤波器的平面，将模拟滤波器映射到数字滤波器。 MA TLAB信号处理工具箱提供IIR数字滤波器设计功能，常用功能：
IIR 滤波器顺序选择
—-巴特沃斯滤波器阶数选择—–切比雪夫I型滤波器阶数选择
—-切比雪夫Ⅱ型滤波器阶数选择
IIR 滤波器设计
—–巴特沃斯滤波器设计—–切比雪夫I型滤波器设计
—- Ⅱ滤波器设计—-通用巴特沃斯低通滤波器设计
B.巴特沃斯滤波器设计
巴特沃斯滤波器是一种通带和阻带单调衰减的滤波器。
调用函数确定巴特沃斯滤波器的阶数，格式[N,Wc]=(Wp,Ws,Ap,As)
调用函数设计巴特沃斯滤波器，格式[b,a]=(N,Wc,)
利用以上两个函数设计一个模拟滤波器，格式为
[N,Wc]=(Wp,Ws,Ap,As,’s’)
[b,a]=(N,Wc,.’s’)
c、 I型滤波器的设计
I 滤波器是通带纹波控制器；通带呈现纹波特性，阻带单调衰减。
[N,Wc]= (Wp,Ws,Ap,As)
[b,a]= (N,Ap,Wc,)
d, Ⅱ型滤波器的设计
切比雪夫 II 型滤波器是阻带纹波控制器；阻带呈现纹波特性，通带单调衰减。
[N,Wc]= (Wp,Ws,Ap,As)
[b,a]= (N,As,Wc,)
一个已知的模拟滤波器。利用脉冲响应不变法转换函数可以将其变成数字滤波器，调用格式为
[bz,az]=(b,a,Fs).
e.双线性变换原理
采用非线性频率压缩方法，克服脉冲响应不变法产生的频率响应的混叠失真，使s平面和z平面具有一一对应的单值关系，消除多值可转换性和频谱混叠现象。
可以使用双线性变换函数将已知的模拟滤波器转换为数字滤波器。调用格式为
[bz,az]=(b,a,Fs).
2、带窗函数法的FIR数字滤波器设计
FIR 滤波器设计需要使频率响应 H(e^jw) 接近所需的理想频率响应。窗函数法设计FIR数字滤波器在时域进行，利用窗函数截取无限长hd(n)，使H(e^jw)逼近理想值。一旦选择了窗函数，就给定了指标，所以窗函数设计的FIR滤波器就是要有阻带衰减指标来决定使用哪个窗，从过渡估计窗函数只要N带宽。常用的有：
hd=(N) ht=(N) hd=(N)
hd=(N) hd=(N) hd=(N,β)
中提供的fir可用于设计FIR滤波器，调用格式为h=fir1(M,Wc,’ftype’,)
四、实验内容
IIR数字滤波器的设计
1、要求通带截止频率fp=3KHz，通带最大衰减ap=1dB，阻带截止fs=4.5kHz，阻带最小衰减
as=15dB，采样频率fc=30kHz，用脉冲响应不变法设计切比雪夫低通滤波器用汉宁窗函数法设计数字fir高通滤波器，如图
滤波器的幅度特性，检查wp和ws对应的衰减。
2、采用双线性变换方法设计切比雪夫I型数字高通滤波器，技术指标为：采样频率fc=2kHz，
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通带截止频率fp=700Hz，通带最大衰减ap=32dB。
基于窗函数法的FIR数字滤波器设计
1、带窗函数法的低通滤波器设计
(1）N=26，用矩形窗、汉宁窗和布莱克曼窗设计滤波器，滤波器是线性的
阶段。绘制脉冲响应 h(n) 和滤波器的频率响应。
(2）增加N，观察过渡区和最大峰值的变化。
2、利用窗设计线性相位高通数字滤波器，N=31，滤波器具有线性相位。
6 离散时间滤波器设计实验报告
一、实验原理
IIR数字滤波器的设计
一个。脉冲响应不变法的变换原理
将模拟滤波器的s平面转化为数字滤波器的平面，将模拟滤波器映射到数字滤波器。 MA TLAB信号处理工具箱提供IIR数字滤波器设计功能
B.巴特沃斯滤波器设计
巴特沃斯滤波器是一种通带和阻带单调衰减的滤波器。
调用函数确定巴特沃斯滤波器的阶数，格式[N,Wc]=(Wp,Ws,Ap,As)
调用函数设计巴特沃斯滤波器，格式[b,a]=(N,Wc,)
利用以上两个函数，可以设计一个模拟滤波器
c、 I型滤波器的设计
I 滤波器是通带纹波控制器；通带呈现纹波特性，阻带单调衰减。
d, Ⅱ型滤波器的设计
切比雪夫 II 型滤波器是阻带纹波控制器；阻带呈现纹波特性，通带单调衰减。
e.双线性变换原理
采用非线性频率压缩方法，克服脉冲响应不变法产生的频率响应的混叠失真，使s平面和z平面具有一一对应的单值关系，消除多值可转换性和频谱混叠现象。
可以使用双线性变换函数将已知的模拟滤波器转换为数字滤波器。
基于窗函数法的FIR数字滤波器设计
FIR 滤波器设计需要使频率响应 H(e^jw) 接近所需的理想频率响应。窗函数法设计FIR数字滤波器在时域进行，利用窗函数截取无限长hd(n)，使H(e^jw)逼近理想值。一旦选择了窗函数，就给定了指标，所以窗函数设计的FIR滤波器就是要有阻带衰减指标来决定使用哪个窗，从过渡估计窗函数只要N带宽。常用的有：
hd=(N) ht=(N) hd=(N)
hd=(N) hd=(N) hd=(N,β)
中提供的fir可用于设计FIR滤波器，调用格式为h=fir1(M,Wc,’ftype’,)
二、实验内容
IIR数字滤波器的设计
1、要求通带截止频率fp=3KHz，通带最大衰减ap=1dB用汉宁窗函数法设计数字fir高通滤波器，阻带截止fs=4.5kHz，阻带最小衰减
as=15dB，采样频率fc=30kHz，用脉冲响应不变法设计一个切比雪夫低通滤波器，并绘制滤波器的幅度特性图来检查wp和ws的相应衰减。
用切比雪夫 I 型滤波器设计和设计
节目列表如下：
wp=6*pi*10^3;ws=9*pi*10^3;ap=1;as=15; fs=30*10^3;
wp1=wp/Fs；ws1=ws/Fs； %这行及以上是按要求设置的参数[N,WC]=(wp,ws,ap,as,’s’);
[b,a]=(N,ap,WC,’s’); %采用切比雪夫I滤波器设计，调用切比雪夫窗函数[bz,az]=(b,a,Fs); %使用脉冲响应不变法，调用函数格式 w0=[wp1,ws1];
Hx=freqz(bz,az,w0); [H,W]=freqz(bz,az);
dbHx=-20*log10(abs(Hx)/max(abs(H)));%显示幅频特性图(W,abs(H));
(‘相对频率’);(‘幅度频率’);网格
模拟图形如下：
相对频率
幅频
采用切比雪夫Ⅱ型滤波器设计
节目列表如下：
wp=6*pi*10^3;ws=9*pi*10^3;ap=1;as=15; fs=30*10^3;
wp1=wp/Fs；ws1=ws/Fs； %参数设置[N,WC]=(wp,ws,ap,as,’s’);
[b,a]=(N,as,WC,’s’); %使用切比雪夫II型滤波器设计[bz,az]=(b,a,Fs); %使用没有改革的脉冲响应
文章来源:http://www.doczj.com/doc/74923cb031d4b14e852458fb770bf78a65293a2c.html
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