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1、西安邮电学院数字信号处理专业课程设计报告书院系名称：电子工程学院学生姓名：XXX专业名称：电子信息工程班级：XXXX实习时间：2011年4月11日至2011年4月22日题目三1、设计内容（字体大小小四）题目三UsingthebilineartransformationandalowpassanalogButterworthprototype,designalowpassdigitalfilteroperatingatarateof20kHzandhavingpassbandextendingto4kHzwithmaximumpassba
2、ndattenuationof0.5dB,andstopbandstartingat5kHzwithaminimumstopbandattenuationof10dB.2、设计目的1、熟悉用双线性变换法设计IIR数字滤波器的原理和方法。2、学会利用matlab提供的设计巴特沃斯滤波器的函数设计低通滤波器。3、设计原理数字滤波器是某种具有特定频率特性的线性是不变系统。设计数字滤波器的目的是寻求一个因果稳定的线性是不变系统。并使系统函数H(Z)具有指定的频率特性。数字低通滤波器的设计同样是寻找系统函数H(Z)，让它满足的频率特性是：滤出信号
3、的低频部分，滤除信号的高频部分。数字低通滤波器的设计思路如下：首先设计一个合适的模拟滤波器，然后将其“变换”成满足给定数字指标的数字滤波器。选择滤波器的最小阶数，代入经预畸变后获得的归一化模拟频率参数，创建巴特沃兹模拟滤波器，把滤波器零极点模型转化为传递函数模型，把模拟滤波器原形转换成截止频率为Wn的模拟低通滤波器。4、设计步骤1、输入题目给定的数字低通滤波器的数字指标，并计算出数字角频率。2ω2、利用双线性变换法(Ω=tan)将数字指标转换成模拟指标。T23、利用Matlab提供的buttord函数计算巴特沃斯模拟低通滤波器的阶数N和
4、3dB截止频率Wn。4、利用Matlab提供的butter函数计算巴特沃斯模拟低通滤波器传输函数的分子系数b和分母系数a。5、利用双线性变换法将模拟低通滤波器转换成数字低通滤波器。6、利用freqz计算数字低通滤波器的频率响应并画出。开始输入低通滤波器的4个指标fp,fs,ap,zs将fp,fs转化为wp,ws归一化截止频率，确定阶数N和截止频率Wn确定零极点零极点增益滤波器参数转化为传递函数形式G(p)低通滤波器转化为某一截止频率的低通滤波器的分子分母a,b选择最小阶数创建巴特沃兹模拟滤波器球场和数字滤波器的频率响应输出幅频谱图结束5
5、、实验程序fp=4000;fs=5000;Fs=20000;rp=0.5;rs=10;wp=2*pi*fp/Fs;ws=2*pi*fs/Fs;wap=2*Fs*tan(wp/2);was=2*Fs*tan(ws/2);%归一化截止频率[N,wn]=buttord(wap,was,rp,rs,'s');%确定阶数N和截止频率wn[z,p,k]=buttap(N);%确定零极点[bp,ap]=zp2tf(z,p,k);%零极点增益滤波器参数转换为传输函数形式归一化传G(P)[bs,as]=lp2lp(bp,ap,wn);%低通滤波器转换为某
6、一截止频率的低通滤波器分子分母的系%数a,b[bz,az]=bilinear(bs,as,Fs);%双线性变换法H(z)[h,f]=freqz(bz,az,256,Fs);%数字滤波器的频率响应subplot(2,1,1);plot(f,abs(h));gridon;xlabel('f');ylabel('
7、H(w)
8、');title('
9、H(w)
10、的幅度谱图');db=20*log10((abs(h)+eps)/max(abs(h)));subplot(2,1,2);plot(f,db);gridon;xlabel('f');ylab
11、el('
12、H(w)
13、');title('
14、H(w)
15、以dB为单位的幅度谱图');6．实验结果
16、H(w)
17、10.5
18、H(w)
19、0010002000300040005000600070008000900010000f
20、H(w)
21、dB2000
22、H(w)
23、-200-400010002000300040005000600070008000900010000f7、实验总结及分析设计滤波器是学习数字信号处理过程中的重要环节，该题设计的是巴特沃兹滤波器。巴特沃兹滤波器的优点是带内无波纹，这一点也可从图像上看到。另外，滤波器的各项参数均是通过特定的函数求
24、得，可以比较理想的实现滤波，若用通过一个普通函数的方法验证，会形成较为平滑的波形。8、心得体会本题目用双线性变换法模拟巴特沃兹滤波器。我初步学习了滤波器滤波原理、滤波器的分类以及一些典型滤波器设计和应用，我
