dsp研究性学习报告_iir和fir滤波器的设计说明书

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1、word专业整理《数字信号处理》课程研究性学习报告姓名学号同组成员指导教师时间学习资料整理分享word专业整理IIR和FIR滤波器设计专题研讨【目的】(1)掌握根据滤波器指标设计IIR和FIR数字滤波器的原理和方法。(2)熟悉通过IIR和FIR数字滤波器进行实际系统设计的方法。(3)培养学生自主学习能力，以及发现问题、分析问题和解决问题的能力。【研讨题目】1．设计一个数字滤波器，在频率低于的范围内，低通幅度特性为常数，并且不低于0.75dB。在频率和之间，阻带衰减至少为20dB。(1)试求满足这些条件的最低阶Butterwort

2、h滤波器。(2)试求满足这些条件的最低阶ChebyshevI滤波器。(3)自主选择一段带限信号，通过所设计的（1）、（2）两种滤波器，比较各自的输入和输出信号。讨论两种滤波器在结构和性能上的差异。【题目分析】本题讨论模拟滤波器和数字滤波器的设计。结合课本分析各类滤波器的特性。【IIR模拟滤波器设计的基本方法】【仿真结果】【结果分析】【自主学习内容】【阅读文献】【发现问题】(专题研讨或相关知识点学习中发现的问题)：【问题探究】【仿真程序】2．分别用Hamming窗，Blackman窗和Kaiser窗设计，满足下列指标的FIR低通滤

3、波器：(1)画出所设计滤波器的幅频响应。(2)比较这三种窗的设计结果。学习资料整理分享word专业整理【题目分析】本题讨论窗函数法设计数字FIR滤波器。结合课本分析不同窗函数法的设计结果。【FIR模拟滤波器设计的基本方法】【仿真结果】【结果分析】【自主学习内容】【阅读文献】【发现问题】(专题研讨或相关知识点学习中发现的问题)：【问题探究】【仿真程序】3．附件给出了一段含有噪声的音频信号。（1）分析该信号的频谱特点。（2）通过脉冲响应不变法设计一个滤波器对其进行处理，得到有用信息，自主确定各项指标。（3）使用双线性变换法重做（2）

4、。（4）试定量比较上述两种滤波器的各项性能，画出能说明性能差异的相关图形，对比并解释。（5）通过不同窗函数法设计FIR滤波器对其进行处理，比较不同窗函数的滤波效果，给出分析和结论。（选做）(6)请尝试采用其它的音频信号，混入不同的噪声，利用所学的滤波方法进行分析，会得到什么样的效果？【题目分析】本题讨论用IIR和FIR数字滤波器进行实际系统设计的方法。学习资料整理分享word专业整理(1)【仿真结果】学习资料整理分享word专业整理放大后的图形学习资料整理分享word专业整理上面两图是噪声产生的频率范围，下面这个图是正常声音的播

5、放频率范围。下图放大可以看出抽样点数：50688学习资料整理分享word专业整理【仿真程序】figure(1);[x,fs,nbits]=wavread('C:UsersAdministratorDesktop你好for第三次研讨.wav');plot(x);title('含有噪声的音频信号的时域波形');figure(2);[x,fs,nbits]=wavread('C:UsersAdministratorDesktop你好for第三次研讨.wav');y=fft(x,fs);df=fs/length(y);f

6、x=df*(0:length(y)-1);%将横坐标转化为频率值plot(fx,abs(y));绘制声音信号的频谱title('含有噪声的音频信号的频域波形-频谱');【结果分析】由上面图形可以看出：抽样频率为：fs=44100，抽样点数：N=44100；噪声产生的频率范围有四个：7500-8000Hz，8500-9000Hz，35000-36000Hz,36000-37000Hz；正常声音播放频率范围：0-5500Hz；因此采用低通滤波器可以滤除噪声，发现所需要设计的滤波器参数应满足wp>6500,ws<7500,才能更可能将

7、噪声去除。(2)脉冲响应不变法所设计的低通滤波：wp=5500;ws=7500;Ap=1;As=25;（让角频率可以取整数）【仿真结果】学习资料整理分享word专业整理学习资料整理分享word专业整理【仿真程序】[x,fs,bits]=wavread('C:UsersAdministratorDesktop你好for第三次研讨.wav');x1=x(1:1:end);X1=fft(x1);w=linspace(0,2*pi,50688);figure(3);plot(w/pi,abs(X1));title('含有噪声的音

8、频信号的频谱图');np=5500;ns=7550;n=50688;Wp=np*2*pi/n;Ws=ns*2*pi/n;Ap=1;As=25;%抽样频率（Hz）Fs=1;%确定模拟BW指标wp=Wp*Fs;ws=Ws*Fs;%确定AF阶数N=buttord(wp