数字信号处理实验报告12-13-11.docVIP

《数字信号处理》实验报告 专 业 学 号 姓 名 实验一 数字滤波器的结构 实验目的 加深对数字滤波器分类与结构的了解； 明确数字滤波器的基本结构及其相互间的转换方法； 掌握用MATLAB进行数字滤波器各种结构相互间转换的子函数及程序编写方法。 实验原理 一个离散LSI系统可用系统函数来表示； 也可用差分方程来表示： 当至少有一个不为0时，则在有限z平面上存在极点，表示一个IIR数字滤波器；当全都为0时，系统不存在极点，表示一个FIR系统。 IIR数字滤波器的基本结构分为直接Ⅰ型、直接Ⅱ型、级联型和并联型。 FIR数字滤波器的基本结构分为横截型、级联型、并联型、、线性相位型和频率抽样型。 实验仪器 微型计算机、MATLAB 实验内容 已知一个IIR系统的系统函数为 将其从直接型转换为级联型和并联型结构，并画出各种结构的流程图。 已知一个FIR系统的系统函数为 将其从横截型转换为级联型结构，并画出各种结构的流程图。 实验程序 (1)num=[0.1,-0.4,0.4,-0.1]; den=[1,0.3,0.55,0.2]; [sos,g]=tf2sos(num,den) [b,a]=sos2tf(sos,g) sos = 1.0000 -2.6180 0 1.0000 0.3519 0 1.0000 -1.3820 0.3820 1.0000 -0.0519 0.5683 g = 0.1000 b = 0.1000 -0.4000 0.4000 -0.1000 a = 1.0000 0.3000 0.5500 0.2000 num=[0.1,-0.4,0.4,-0.1]; den=[1,0.3,0.55,0.2]; [C,B,A]=dir2par(num,den) C = -0.5000 B = -0.5786 0.0148 1.1786 0 A = 1.0000 -0.0519 0.5683 1.0000 0.3519 0 (2) num=[0.2,0.885,0.212,0.212,0.885]; den=[1]; [sos,g]=tf2sos(num,den) sos = 1.0000 5.2830 4.6386 1.0000 0 0 1.0000 -0.8580 0.9540 1.0000 0 0 g = 0.2000 试验结果分析实验二 用冲激响应不变法设计IIR数字滤波器 实验目的 加深对冲激响应不变法设计IIR数字滤波器的基本原理的理解； 掌握用冲激响应不变法设计数字低通、带通滤波器的设计； 了解MATLAB有关冲激响应不变法的常用子函数。 实验原理 1. 设计思想 是将系统从s平面到z平面的一种映射方法，使数字滤波器的单位冲激响应序列模仿模拟滤波器的单位冲激响应，其变换关系式为。 2. 设计步骤 （(1)确定数字滤波器的性能指标：通带临界频率、阻带临界频率；通带内的最大衰减；阻带内的最小衰减； ?(2)确定相应的数字角频率； ? (3)将数字滤波器的数字指标转换为模拟滤波器的指标； ? (4)根据计算模拟低通原型滤波器的阶数N，并求得低通原型的传递函数； ? (5)用冲激响应不变法将模拟滤波器转换为数字滤波器； ? (6)分析滤波器特性，检查其指标是否满足要求。 实验仪器 微型计算机、MATLAB 实验内容 采用冲激响应不变法设计一个巴特沃斯数字低通滤波器，要求：通带截止频率，阻带截止频率，滤波器的采样频率，并画出滤波器的幅频响应曲线和相频响应曲线以及零极点图。 实验程序 wp=0.25*pi; %滤波器的通带截止频率 ws=0.4*pi; %滤波器的阻带截止频率 Rp=1;As=15; %输入滤波器的通阻带衰减指标 ripple=10^(-Rp/20); %计算通带衰减对应的幅度值 Attn=10^(-As/20); %计算阻带衰减对应的幅度值 %转换为模拟滤波器指标 Fs=2000;T=1/Fs; Omgp=wp*Fs;Omgs=ws*Fs; %模拟原型滤波器计算 [n,Omgc]=b