数字信号处理实验报告基于MATLAB的数字滤波器设计.docx

实验6 基于MATLAB的数字滤波器设计 实验目的：加深对数字滤波器的常用指标和设计过程的理解。 实验原理：低通滤波器的常用指标： 通带边缘频率：，阻带边缘频率： ，通带起伏：，通带峰值起伏： ，阻带起伏：，最小阻带衰减： 。 数字滤波器有IIR和FIR两种类型，它们的特点和设计方法不同。 在MATLAB中，可以用[b，a]=butter（N,Wn）等函数辅助设计IIR数字滤波器, 也可以用b=fir1(N,Wn,’ftype’) 等函数辅助设计FIR数字滤波器。 实验内容： 利用MATLAB编程设计一个数字带通滤波器，指标要求如下： 通带边缘频率：，，通带峰值起伏：。 阻带边缘频率：，，最小阻带衰减： 。 分别用IIR和FIR两种数字滤波器类型进行设计。 实验要求：给出IIR数字滤波器参数和FIR数字滤波器的冲激响应，绘出它们的幅度和相位频响曲线，讨论它们各自的实现形式和特点。 实验步骤：  = 1 \* GB3 ①Butterworth滤波器的设计（IIR） wp=[0.4*pi,0.6*pi]; wr=[0.3*pi,0.7*pi]; Ap=1; Ar=40; [N,Wn]=buttord(wp/pi,wr/pi,Ap,Ar) N = 7 Wn = 0.3854 0.6146 [b,a]=butter(N,Wn,bandpass) b = Columns 1 through 12 0.0002 0 -0.0014 0 0.0042 0 -0.0071 0 0.0071 0 -0.0042 0 Columns 13 through 15 0.0014 0 -0.0002 a = Columns 1 through 12 1.0000 0.0000 3.7738 0.0000 6.5614 0.0000 6.6518 0.0000 4.2030 0.0000 1.6437 0.0000 Columns 13 through 15 0.3666 0.0000 0.0359 [H,w]=freqz(b,a); mag=abs(H); plot(w/pi,mag); xlabel(角频率(\Omega)); ylabel(幅度|Ha(j\Omega)|); title(数字butterworth带通滤波器幅度响应|Ha(j\Omega)|); phase=angle(H); plot(w/pi,phase); xlabel(角频率(\Omega)); ylabel(相位); title(数字butterworth带通滤波器相位响应曲线);  = 2 \* GB3 ②FIR滤波器的设计： wp1 = 0.4*pi; wp2 = 0.6*pi; ws1 = 0.3*pi; ws2 = 0.7*pi; tr_width = min((wp1-ws1),(ws2-wp2)) tr_width = 0.3142 M = ceil(6.2*pi/tr_width) + 1 M = 63 n=[0:1:M-1]; wc1 = (ws1+wp1)/2; wc2 = (wp2+ws2)/2; wc=[wc1/pi,wc2/pi]; window= hanning(M); [h1,w]=freqz(window,1); figure(1); subplot(2,1,1) stem(window); axis([0 60 0 1.2]); grid; xlabel(n); title(Hanning窗函数); subplot(2,1,2) plot(w/pi,20*log(abs(h1)/abs(h1(1)))); axis([0 1 -350 0]); grid; xlabel(w/\pi); ylabel(幅度(dB)); title(Hanning窗函数的频谱); hn = fir1(M-1,wc, hanning (M)); [h2,w]=freqz(hn,1,512); figure(2); subplot(2,1,1) stem(n,hn); axis([0 60 -0.25 0.25]); grid; xlabel(n); ylabel(h(n)); title(Hanning窗函数的单位脉冲响应); subplot