基于的数字滤波器设计及滤波仿真.pdf

山东科技大学电工电子实验教学中心 创新性实验结题报告 实验项目名称 ＿基于 matlab 的数字滤波器设计及滤波仿真＿ 三个正弦信号 用三种方法进行滤波分离 1.编程法、 2.Simulink 、3.SPTool 法与 FDATool 法 一、实验摘要 随着通信行业和电子计算机技术的发展， 数字信号处理技术受到了越来越广泛关注， 其理论及算法随着计算机技术和微电子技术的发展得到了飞速地发展，数字滤波器是数 字信号处理中最重要的组成部分之一，本文详细介绍了利用 MATLAB 信号处理工具箱 （Signal Processing Toolbox）快速有效的设计由软件组成的常规数字滤波器的设计方法。 利用 Maltab 模拟一个基本输入信号（如三个正弦频率信号的叠加） ，自行设定滤波器 的技术指标，用程序设计法设计各种滤波器（低通，高通，带通） ，使用 Simulink 进 行滤波仿真最后得到分离的三个正弦频率信号， 并与理论上得滤波效果进行对比和讨论。 二、实验目的 深入理解 IIR 和 FIR 数字滤波器的概念、基本原理和方法，学会用 MATLAB 语言 和 FADtool 设计数字滤波器， 掌握各种数字滤波器的设计方法和特点， 熟悉 MATLAB 及 其数字信号处理工具箱的使用方法，通过设计和仿真来加深学生对滤波的理解并提高设 计能力，学习创新性实验报告的撰写方法。 三、实验场地及仪器、设备和材料： 实验室： J11-318 实验设备： PC 机一台， Matlab 软件 四、实验内容 （1）、实验原理 : ①正弦信号： x( n) A sin( wn ) ②巴特沃斯模拟滤波器的设计： [N,Wc]=buttord(Wp,Ws,ap,as,s) [N,wc]=buttord(wp ，ws ， αp， αs) 用于计算巴特沃斯数字滤波器的阶数 N 和 3dB 截止频率 wc。 调用参数 wp ，ws 分别为数字滤波器的通带、阻带截止频率的归一化值，要求： 0≤wp ≤1，0≤ws ≤1。1 表示数字频率 pi 。 αp， αs 分别为通带最大衰减和组带最小衰减 (dB)。 当 ws≤wp 时，为高通滤波器 ; 当 wp 和 ws 为二元矢量时，为带通或带阻滤波器，这时 wc 也是二元向量。 N ，wc 作为 butter 函数的调用参数。 坛 [N, Ωc]=buttord( Ωp， Ωs， αp， αs，‘s’) 用于计算巴特沃斯模拟滤波器的阶数 N 和 3dB 截止频率 Ωc 。 Ωp， Ωs， Ωc 均为实际模拟角频率 [BS,AS]=butter(N,Wc,s) [B,A] = BUTTER(N,Wn) ，设计一个阶数为 n，频率为 Wn 的低通滤波器 ; [B,A] = BUTTER(N,Wn,ftype) 可以设计高通，带阻滤波器，其中 ftype 参数的形式可以 指定何种滤波器， ftype 为 ‘high’时，设计一个阶数为 n，频率为 Wn 的高通滤波器 ;ftype 为‘ stop’时，得到滤波器阶数 为 2*n ，频率范围为 Wn = [W1,W2] 的带阻滤波器 ; ③双线性变换设计 IIR 滤波器： [BZ,AZ]=bilinear(BS,AS,1/T) ④信号滤波 Y =filter(B,A,X) 输入 X 为滤波前序列， Y 为滤波结果序列， B/A