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  • iir数字滤波器设计及软件实现
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    2021-01-21 12:58:43

    一、实验目的

    • 熟悉用双线性变换法设计 IIR 数字滤波器的原理与方法
    • 学会调用 MATLAB 信号处理工具箱中滤波器设计函数(或滤波器设计分析工具fdatool)设计各种 IIR 数字滤波器, 学会根据滤波需求确定滤波器指标参数。
    • 掌握 IIR 数字滤波器的 MATLAB 实现方法
    • 通过观察滤波器输入输出信号的时域波形及其频谱,建立数字滤波的概念

    二、实验原理

    设计IIR数字滤波器一般采用间接法(脉冲响应不变法和双线性变换法),应用最广泛的是双线性变换法。

    基本设计过程如下:

    • 先将给定的数字滤波器的指标转换成过渡模拟滤波器的指标
    • 设计过渡模拟滤波器
    • 将过渡模拟滤波器的系统函数转换成数字滤波器的系统函数,MATLAB信号处理工具箱中的各种 IIR 数字滤波器设计函数都是采用双线
      性变换法。

    教材第 6 章介绍的滤波器设计函数butter、 cheby1 、cheby2 和 eclip 可以分别被调用来直接设计巴特沃斯、 切比雪夫1、 切比雪夫 2 以及椭圆模拟和数字滤波器。 本实验要求读者调用如上函数直接设计 IIR 数字滤波器。本实验的数字滤波器的 MATLAB 实现是指调用 MATLAB 信号处理工具箱函数 filter 对给定的输入信号 x(n) 进行滤波,得到滤波后的输出信号y(n)。

    原理框图如下:

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  • 数字信号处理实验,包含代码跟实验截图,注释清晰明了,实验结果正确
  • IIR数字滤波器设计及软件实现 Matlab

    热门讨论 2009-12-08 14:49:11
    MATLAB信号处理工具箱中的各种IIR数字滤波器设计函数都是采用双线性变换法。第六章介绍的滤波器设计函数butter、cheby1 、cheby2 和ellip可以分别被调用来直接设计巴特沃斯、切比雪夫1、切比雪夫2和椭圆模拟和数字...
  • 数字信号处理第四次试验:IIR数字滤波器设计及软件实现前言一、实验目的二、实验原理与方法三、实验环境四、实验内容步骤五、实验结果截图(含分析)六、思考题 前言 为了帮助同学们完成痛苦的实验课程设计,本...

    前言

    为了帮助同学们完成痛苦的实验课程设计,本作者将其作出的实验结果及代码贴至CSDN中,供同学们学习参考。如有不足或描述不完善之处,敬请各位指出,欢迎各位的斧正!

    一、实验目的

    (1)熟悉用双线性变换法设计IIR数字滤波器的原理与方法;
    (2)学会调用MATLAB信号处理工具箱中滤波器设计函数(或滤波器设计分析工具fdatool)设计各种IIR数字滤波器,学会根据滤波需求确定滤波器指标参数。
    (3)掌握IIR数字滤波器的MATLAB实现方法。
    (4)通过观察滤波器输入输出信号的时域波形及其频谱,建立数字滤波的概念。

    二、实验原理与方法

    设计IIR数字滤波器一般采用间接法(脉冲响应不变法和双线性变换法),应用最广泛的是双线性变换法。基本设计过程是:①先将给定的数字滤波器的指标转换成过渡模拟滤波器的指标;②设计过渡模拟滤波器;③将过渡模拟滤波器系统函数转换成数字滤波器的系统函数。MATLAB信号处理工具箱中的各种IIR数字滤波器设计函数都是采用双线性变换法。第六章介绍的滤波器设计函数butter、cheby1、cheby2和ellip可以分别被调用来直接设计巴特沃斯、切比雪夫1、切比雪夫2和椭圆模拟和数字滤波器。本实验要求读者调用如上函数直接设计IIR数字滤波器。
    本实验的数字滤波器的MATLAB实现是指调用MATLAB信号处理工具箱函数filter对给定的输入信号x(n)进行滤波,得到滤波后的输出信号y(n)。

    三、实验环境

    Matlab 7.0及Matlab 2018b

    四、实验内容及步骤

    (1)调用信号产生函数mstg产生由三路抑制载波调幅信号相加构成的复合信号st,该函数还会自动绘图显示st的时域波形和幅频特性曲线,如图所示。由图可见,三路信号时域混叠无法在时域分离。但频域是分离的,所以可以通过滤波的方法在频域分离,这就是本实验的目的。
    在这里插入图片描述
    (2)要求将st中三路调幅信号分离,通过观察st的幅频特性曲线,分别确定可以分离st中三路抑制载波单频调幅信号的三个滤波器(低通滤波器、带通滤波器、高通滤波器)的通带截止频率和阻带截止频率。要求滤波器的通带最大衰减为0.1dB,阻带最小衰减为60dB。
    提示:抑制载波单频调幅信号的数学表示式为
    在这里插入图片描述
    其中, c o s ( 2 π f c t ) cos(2\pi f_ct) cos(2πfct)称为载波, f c f_c fc为载波频率, c o s ( 2 π f 0 t ) cos(2\pi f_0t) cos(2πf0t)称为单频调制信号, f 0 f_0 f0为调制正弦波信号频率,且满足 f c > f 0 f_c>f_0 fc>f0。由上式可见,所谓抑制载波单频调幅信号,就是2个正弦信号相乘,它有2个频率成分:和频 f c + f 0 f_c+f_0 fc+f0和差频 f c − f 0 f_c-f_0 fcf0,这2个频率成分关于载波频率 f c f_c fc对称。所以,1路抑制载波单频调幅信号的频谱图是关于载波频率 f c f_c fc对称的2根谱线,其中没有载频成分,故取名为抑制载波单频调幅信号。容易看出,图中三路调幅信号的载波频率分别为250Hz、500Hz、1000Hz。如果调制信号m(t)具有带限连续频谱,无直流成分,则 s ( t ) = m ( t ) c o s ( 2 π f c t ) s(t)=m(t)cos(2\pi f_ct) s(t)=m(t)cos(2πfct)就是一般的抑制载波调幅信号。其频谱图是关于载波频率 f c f_c fc对称的2个边带(上下边带),在专业课通信原理中称为双边带抑制载波(DSB-SC)调幅信号,简称双边带(DSB)信号。如果调制信号m(t)有直流成分,则 s ( t ) = m ( t ) c o s ( 2 π f c t ) s(t)=m(t)cos(2\pi f_ct) s(t)=m(t)cos(2πfct)就是一般的双边带调幅信号。其频谱图是关于载波频率 f c f_c fc对称的2个边带(上下边带),并包含载频成分。
    (3)编程序调用MATLAB滤波器设计函数ellipord和ellip分别设计这三个椭圆滤波器,并绘图显示其幅频响应特性曲线。
    (4)调用滤波器实现函数filter,用三个滤波器分别对信号产生函数mstg产生的信号st进行滤波,分离出st中的三路不同载波频率的调幅信号 y 1 ( n ) y_1(n) y1(n) y 2 ( n ) y_2(n) y2(n) y 3 ( n ) y_3(n) y3(n),并绘图显示 y 1 ( n ) y_1(n) y1(n) y 2 ( n ) y_2(n) y2(n) y 3 ( n ) y_3(n) y3(n)的时域波形,观察分离效果。

    五、实验结果截图(含分析)

    滤波器参数及实验程序清单
    1、滤波器参数选取
    观察图可知,三路调幅信号的载波频率分别为250Hz、500Hz、1000Hz。带宽(也可以由信号产生函数mstg清单看出)分别为50Hz、100Hz、200Hz。所以,分离混合信号st中三路抑制载波单频调幅信号的三个滤波器(低通滤波器、带通滤波器、高通滤波器)的指标参数选取如下:
    对载波频率为250Hz的条幅信号,可以用低通滤波器分离,其指标为
    带截止频率 f p f_p fp=280Hz,通带最大衰减 a p a_p ap=0.1dB;
    阻带截止频率 f s f_s fs=450Hz,阻带最小衰减 a s a_s as=60dB,
    对载波频率为500Hz的条幅信号,可以用带通滤波器分离,其指标为
    带截止频率 f p i f_{pi} fpi=440Hz, f p u f_{pu} fpu=560Hz,通带最大衰减 a p a_p ap=0.1dB;
    阻带截止频率 f s i f_{si} fsi=275Hz, f s u f_{su} fsu=900Hz,阻带最小衰减 a s a_s as=60dB,
    对载波频率为1000Hz的条幅信号,可以用高通滤波器分离,其指标为
    带截止频率 f p f_p fp=890Hz,通带最大衰减 a p a_p ap=0.1dB;
    阻带截止频率 f s f_s fs=550Hz,阻带最小衰减 a s a_s as=60dB,
    说明:(1)为了使滤波器阶数尽可能低,每个滤波器的边界频率选择原则是尽量使滤波器过渡带宽尽可能宽。
    (2)与信号产生函数mstg相同,采样频率Fs=10kHz。
    (3)为了滤波器阶数最低,选用椭圆滤波器。
    按照图4.2所示的程序框图编写的实验程序为exp4.m。

    实验程序清单

    %IIR数字滤波器设计及软件实现
    clear;close all
    Fs=10000;T=1/Fs;%采样频率
    %调用信号产生函数mstg产生由三路抑制载波调幅信号相加构成的复合信号st
    st=mstg;
    %低通滤波器设计与实现=========================================
    fp=280;fs=450;
    wp=2*fp/Fs;ws=2*fs/Fs;rp=0.1;rs=60;%OF指标(低通滤波器的通、阻带边界频)
    [N,wp]=ellipord(wp,ws,rp,rs);%调用ellipord计算椭圆DF阶数N和通带截止频率wp
    [B,A]=ellip(N,rp,rs,wp);%调用ellip计算椭圆带通DF系统函数系数向量B和A
    y1t=filter(B,A,st);%滤波器软件实现
    %低通滤波器设计与实现绘图部分
    figure(2);subplot(3,1,1);
    myplot(B,A);%调用绘图函数myplot绘制损耗函数曲线
    yt='y_1(t)';
    subplot(3,1,2);tplot(y1t,T,yt);%调用绘图函数tplot绘制滤波器输出波形
    %带通滤波器设计与实现=================================================
    fpl=440;fpu=560;fsl=275;fsu=900;
    wp=[2*fpl/Fs,2*fpu/Fs];ws=[2*fsl/Fs,2*fsu/Fs];rp=0.1;rs=60;
    [N,wp]=ellipord(wp,ws,rp,rs);%调用e1lipord计算椭圆DF阶数N和通带截止频率wp
    [B,A]=ellip(N,rp,rs,wp);%调用ellip计算椭圆带通DF系统函数系数向量B和A
    y2t=filter(B,A,st);%滤波器软件实现
    %带通滤波器设计与实现绘图部分
    figure(2);subplot(3,1,1);
    myplot(B,A);%调用绘图函数myplot绘制损耗函数曲线
    yt='y_2(t)';
    subplot(3,1,2);tplot(y2t,T,yt);axis([0,0.08,-1.2,1.2])%调用绘图函数tplot绘制滤波器输出波形
    %高通滤波器设计与实现================================================
    fp=890;fs=600;
    wp=2*fp/Fs;ws=2*fs/Fs;rp=0.1;rs=60;%OF指标(低通滤波器的通、阻带边界频)
    [N,wp]=ellipord(wp,ws,rp,rs);%调用ellipord计算椭圆DF阶数N和通带截止频率wp
    [B,A]=ellip(N,rp,rs,wp,'high');%调用ellip计算椭圆带通DF系统函数系数向量B和A
    y3t=filter(B,A,st);%滤波器软件实现
    %高低通滤波器设计与实现绘图部分
    figure(2);subplot(3,1,1);
    myplot(B,A);%调用绘图函数myplot绘制损耗函数曲线
    yt='y_3(t)';
    subplot(3,1,2);tplot(y3t,T,yt);axis([0,0.08,-1.2,1.2])
    
    function tplot(xn,T,yn)
    n=0:length(xn)-1;
    t=n*T;
    plot(t,xn);
    xlabel('t/s');
    ylabel('yn');
    axis([0,t(end),min(xn),1.2*max(xn)]);
    
    function myplot(B,A)
    [H,W]=freqz(B,A,1000);
    m=abs(H);
    plot(W/pi,20*log10(m/max(m)));
    grid on;
    xlabel('\omega/\pi');
    ylabel('幅度(dB)')
    axis([0,1,-80,5]);
    title('损耗函数曲线');
    
    function st=mstg
    %产生信号序列向量st,并显示st的时域波形和频谱
    %st=mstg返回三路调幅信号相加形成的混合信号,长度N=1600
    N=1600%N为信号st的长度。
    Fs=10000;T=1/Fs;Tp=N*T;%采样频率Fs=10kHz,Tp为采样时间
    t=0:T:(N-1)*T;k=0:N-1;f=k/Tp;
    fc1=Fs/10;%第1路调幅信号的载波频率fc1=1000Hz,
    fm1=fc1/10;%第1路调幅信号的调制信号频率fm1=100Hz
    fc2=Fs/20;%第2路调幅信号的载波频率fc2=500Hz
    fm2=fc2/10;%第2路调幅信号的调制信号频率fm2=50Hz
    fc3=Fs/40;%第3路调幅信号的载波频率fc3=250Hz,
    fm3=fc3/10;%第3路调幅信号的调制信号频率fm3=25Hz
    xt1=cos(2*pi*fm1*t).*cos(2*pi*fc1*t);%产生第1路调幅信号
    xt2=cos(2*pi*fm2*t).*cos(2*pi*fc2*t);%产生第2路调幅信号
    xt3=cos(2*pi*fm3*t).*cos(2*pi*fc3*t);%产生第3路调幅信号
    st=xt1+xt2+xt3;%三路调幅信号相加
    fxt=fft(st,N);%计算信号st的频谱
    subplot(3,1,1)
    plot(t,st);grid;xlabel('t/s');ylabel('s(t)');
    axis([0,Tp/8,min(st),max(st)]);title('(a)s(t)的波形')
    subplot(3,1,2)
    stem(f,abs(fxt)/max(abs(fxt)),'.');grid;title('(b)s(t)的频谱')
    axis([0,Fs/5,0,1.2]);
    xlabel('f/Hz');ylabel('幅度')
    

    实验程序运行结果及分析讨论
    实验4程序运行结果如图所示。由图可见,三个分离滤波器指标参数选取正确,算耗函数曲线达到所给指标。分离出的三路信号y1(n),y2(n)和y3(n)的波形是抑制载波的单频调幅波。
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    六、思考题

    (1)请阅读信号产生函数mstg,确定三路调幅信号的载波频率和调制信号频率。
    (2)信号产生函数mstg中采样点数N=800,对st进行N点FFT可以得到6根理想谱线。如果取N=1000,可否得到6根理想谱线?为什么?N=2000呢?请改变函数mstg中采样点数N的值,观察频谱图验证您的判断是否正确。
    (3)修改信号产生函数mstg,给每路调幅信号加入载波成分,产生调幅(AM)信号,重复本实验,观察AM信号与抑制载波调幅信号的时域波形及其频谱的差别。
    提示:AM信号表示式: s ( t ) = [ 1 + c o s ( 2 π f 0 t ) ] c o s ( 2 π f c t ) s(t)=[1+cos(2\pi f_0t)]cos(2\pi f_ct) s(t)=[1+cos(2πf0t)]cos(2πfct)
    答:(1)观察图可知,三路调幅信号的载波频率分别为250Hz、500Hz、1000Hz。带宽(也可以由信号产生函数mstg清单看出)分别为50Hz、100Hz、200Hz。所以,分离混合信号st中三路抑制载波单频调幅信号的三个滤波器(低通滤波器、带通滤波器、高通滤波器)的指标参数选取如下:
    对载波频率为250Hz的条幅信号,可以用低通滤波器分离,其指标为
    带截止频率 f p f_p fp=280Hz,通带最大衰减 a p a_p ap=0.1dB;
    阻带截止频率 f s f_s fs=450Hz,阻带最小衰减 a s a_s as=60dB,
    对载波频率为500Hz的条幅信号,可以用带通滤波器分离,其指标为
    带截止频率 f p i f_{pi} fpi=440Hz, f p u f_{pu} fpu=560Hz,通带最大衰减 a p a_p ap=0.1dB;
    阻带截止频率 f s i f_{si} fsi=275Hz, f s u f_{su} fsu=900Hz,阻带最小衰减 a s a_s as=60dB,
    对载波频率为1000Hz的条幅信号,可以用高通滤波器分离,其指标为
    带截止频率 f p f_p fp=890Hz,通带最大衰减 a p a_p ap=0.1dB;
    阻带截止频率 f s f_s fs=550Hz,阻带最小衰减 a s a_s as=60dB,
    (3)因为信号st是周期序列,谱分析时要求观察时间为整数倍周期。所以,
    本题的一般解答方法是,先确定信号st的周期,在判断所给采样点数N对应的观察时间Tp=NT是否为st的整数个周期。但信号产生函数mstg产生的信号st共有6个频率成分,求其周期比较麻烦,故采用下面的方法解答。
    分析发现,st的每个频率成分都是25Hz的整数倍。采样频率Fs=10kHz=25×400Hz,即在25Hz的正弦波的1个周期中采样400点。所以,当N为400的整数倍时一定为st的整数个周期。因此,采样点数N=800和N=2000时,对st进行N点FFT可以得到6根理想谱线。如果取N=1000,不是400的整数倍,不能得到6根理想谱线。

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  • 数字信号处理:IIR数字滤波器设计及软件实现

    万次阅读 多人点赞 2020-05-20 10:30:45
    数字信号处理:IIR数字滤波器设计及软件实现 1.实验原理 设计IIR数字滤波器一般采用间接法(脉冲响应不变法和双线性变换法),应用最广泛的是双线性变换法。基本设计过程是:①先将给定的数字滤波器的指标转换成...

    数字信号处理:IIR数字滤波器设计及软件实现

    1.实验原理

    设计IIR数字滤波器一般采用间接法(脉冲响应不变法和双线性变换法),应用最广泛的是双线性变换法。基本设计过程是:①先将给定的数字滤波器的指标转换成过渡模拟滤波器的指标; ②设计过渡模拟滤波器;③将过渡模拟滤波器系统函数转换成数字滤波器的系统函数。MATLAB信号处理工具箱中的各种IIR数字滤波器设计函数都是采用双线性变换法。第六章介绍的滤波器设计函数butter、cheby1 、cheby2 和ellip可以分别被调用来直接设计巴特沃斯、切比雪夫1、切比雪夫2和椭圆模拟和数字滤波器。本实验要求读者调用如上函数直接设计IIR数字滤波器。
    本实验的数字滤波器的MATLAB实现是指调用MATLAB信号处理工具箱函数filter对给定的输入信号x(n)进行滤波,得到滤波后的输出信号y(n)。

    2. 实验内容及步骤

    (1)调用信号产生函数mstg产生由三路抑制载波调幅信号相加构成的复合信号st,该函数还会自动绘图显示st的时域波形和幅频特性曲线,如图10.4.1所示。由图可见,三路信号时域混叠无法在时域分离。但频域是分离的,所以可以通过滤波的方法在频域分离,这就是本实验的目的。

    (2)要求将st中三路调幅信号分离,通过观察st的幅频特性曲线,分别确定可以分离st中三路抑制载波单频调幅信号的三个滤波器(低通滤波器、带通滤波器、高通滤波器)的通带截止频率和阻带截止频率。要求滤波器的通带最大衰减为0.1dB,阻带最小衰减为60dB。
    提示:抑制载波单频调幅信号的数学表示式为

    其中, 称为载波,fc为载波频率, 称为单频调制信号,f0为调制正弦波信号频率,且满足 。由上式可见,所谓抑制载波单频调幅信号,就是2个正弦信号相乘,它有2个频率成分:和频 和差频 ,这2个频率成分关于载波频率fc对称。所以,1路抑制载波单频调幅信号的频谱图是关于载波频率fc对称的2根谱线,其中没有载频成分,故取名为抑制载波单频调幅信号。容易看出,图10.4.1中三路调幅信号的载波频率分别为250Hz、500Hz、1000Hz。如果调制信号m(t)具有带限连续频谱,无直流成分,则 就是一般的抑制载波调幅信号。其频谱图是关于载波频率fc对称的2个边带(上下边带),在专业课通信原理中称为双边带抑制载波 (DSB-SC) 调幅信号,简称双边带 (DSB) 信号。如果调制信号m(t)有直流成分,则 就是一般的双边带调幅信号。其频谱图是关于载波频率fc对称的2个边带(上下边带),并包含载频成分。
    (3)编程序调用MATLAB滤波器设计函数ellipord和ellip分别设计这三个椭圆滤波器,并绘图显示其幅频响应特性曲线。
    (4)调用滤波器实现函数filter,用三个滤波器分别对信号产生函数mstg产生的信号st进行滤波,分离出st中的三路不同载波频率的调幅信号y1(n)、y2(n)和y3(n), 并绘图显示y1(n)、y2(n)和y3(n)的时域波形,观察分离效果。

    mstg信号生成函数

    function st= mstg
    %产生信号序列向量st,并显示st的时域波形和频谱
    %st=mstg返回三路调幅信号相加形成的混合信号,长度N=1600
    N=1600;  %N为信号st的长度
    Fs=10000;
    T=1/Fs;
    Tp=N*T; %采样频率Fs=10kHz,Tp为采样时间
    t=0:T:(N-1)*T;
    k=0:N-1;
    f=k/Tp;
    fc1=Fs/10;   %第1路调幅信号的载波频率fcl=1000Hz 
    fml=fc1/10;  %第1路调幅信号的调制信号频率fml=100Hz 
    fc2=Fs/20;   %第2路调幅信号的载波频率fc2=500Hz 
    fm2=fc2/10;  %第2路调幅信号的调制信号频率fm2=50Hz 
    fc3=Fs/40;  %第3路调幅信号的载波频率fc3=250Hz 
    fm3=fc3/10;  %第3路调幅信号的调制信号频率fm3=25Hz 
    xt1=cos(2*pi*fml*t).*cos(2*pi*fc1*t);  %产生第1路调幅信号
    xt2=cos(2*pi*fm2*t).*cos(2*pi*fc2*t);  %产生第2路调幅信号
    xt3=cos(2*pi*fm3*t).*cos(2*pi*fc3*t);  %产生第3路调幅信号
    st=xt1+xt2+xt3;%三路调幅信号相加
    fxt=fft(st,N);%计算信号st的频谱
    %====以下为绘图部分,绘制st的时域波形和幅频特性曲线===========
    subplot(3,1,1)
    plot(t,st);
    grid;xlabel('t/s');ylabel('s(t)');
    axis([0,Tp/8,min(st),max(st)]);
    title('(a)s(t)的波形');
    subplot(3,1,2);
    stem(f,abs(fxt)/max(abs(fxt)),'.');grid;
    title('(b)s(t)的频谱');
    axis([0,Fs/5,0,1.2]);
    xlabel('f/Hz');ylabel('幅度');
    end
    
    

    main主函数:

    clear all;close all;
    Fs=10000;T=1/Fs;
    st=mstg;
    %低通滤波器
    fp=280;fs=450;
    wp=2*fp/Fs;ws=2*fs/Fs;rp=0.1;rs=60;
    [N,wpo]=ellipord(wp,ws,rp,rs);  %计算椭圆低通模拟滤波器阶数和通带边界频率
    [B,A]=ellip(N,rp,rs,wpo);   %计算低通模拟滤波器系统函数系数
    ylt=filter(B,A,st);
    [H,w]=freqz(B,A,1000);    %求解离散系统频率响应的函数fregz()
    m=abs(H);
    loseH=20*log10(m/max(m));
    subplot(2,1,1);plot(w/pi,loseH);
    xlabel('w/pi');ylabel('幅度/dB');
    subplot(2,1,2);plot(ylt);
    xlabel('t/s');ylabel('y(t)');
    %%
    %带通滤波器
    fpl=440;fpu=560;fsl=275;fsu=900;
    wp=[2*fpl/Fs,2*fpu/Fs];
    ws=[2*fsl/Fs,2*fsu/Fs];
    rp=0.1;rs=60;
    [N,wp]=ellipord(wp,ws,rp,rs);
    [B,A]=ellip(N,rp,rs,wp);
    y2t=filter(B,A,st);
    [H,w]=freqz(B,A,1000);    %求解离散系统频率响应的函数fregz()
    m=abs(H);
    loseH=20*log10(m/max(m));
    subplot(2,1,1);plot(w/pi,loseH);
    xlabel('w/pi');ylabel('幅度/dB');
    subplot(2,1,2);plot(ylt);
    xlabel('t/s');ylabel('y(t)');
    
    %%
    %高通滤波器
    fp=890;fs=600;
    wp=2*fp/Fs;ws=2*fs/Fs;rp=0.1;rs=60;
    [N,wp]=ellipord(wp,ws,rp,rs);
    [B,A]=ellip(N,rp,rs,wp,'high');
    y3t=filter(B,A,st);
    [H,w]=freqz(B,A,1000);    %求解离散系统频率响应的函数fregz()
    m=abs(H);
    loseH=20*log10(m/max(m));
    subplot(2,1,1);plot(w/pi,loseH);
    xlabel('w/pi');ylabel('幅度/dB');
    subplot(2,1,2);plot(ylt);
    xlabel('t/s');ylabel('y(t)');
    
    
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    福建农林大学金山学院信息工程类实验报告

    系:信息与机电工程系专业:年级: 2015级

    姓名:学号:实验课程:数字信号处理

    实验室号:_ 金综B706 实验设备号:实验时间: 2015.12.31 指导教师签字:成绩:

    实验四IIR数字滤波器设计及软件实现

    一、实验目的

    (1)熟悉用双线性变换法设计IIR数字滤波器的原理与方法;

    (2)学会调用MATLAB信号处理工具箱中滤波器设计函数(或滤波器设

    计分析工具fdatool)设计各种IIR数字滤波器,学会根据滤波需求确定滤波器指

    标参数。

    (3)掌握IIR数字滤波器的MATLAB实现方法。

    (3)通过观察滤波器输入输出信号的时域波形及其频谱,建立数字滤波的

    概念。

    二、实验原理

    设计IIR数字滤波器一般采用间接法(脉冲响应不变法和双线性变换法),

    应用最广泛的是双线性变换法。基本设计过程是:①先将给定的数字滤波器的指

    标转换成过渡模拟滤波器的指标;②设计过渡模拟滤波器;③将过渡模拟滤波

    器系统函数转换成数字滤波器的系统函数。MATLAB信号处理工具箱中的各种IIR数字滤波器设计函数都是采用双线性变换法。第六章介绍的滤波器设计函数butter、cheby1 、cheby2 和ellip可以分别被调用来直接设计巴特沃斯、切比雪

    夫1、切比雪夫2和椭圆模拟和数字滤波器。本实验要求读者调用如上函数直接

    设计IIR数字滤波器。

    本实验的数字滤波器的MATLAB实现是指调用MATLAB信号处理工具箱

    函数filter对给定的输入信号x(n)进行滤波,得到滤波后的输出信号y(n)。

    三、实验内容及步骤

    (1)调用信号产生函数mstg产生由三路抑制载波调幅信号相加构成的复合

    信号st,该函数还会自动绘图显示st的时域波形和幅频特性曲线,如图10.4.1

    所示。由图可见,三路信号时域混叠无法在时域分离。但频域是分离的,所以可

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  • Matlab实现IIR数字滤波器设计

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