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《实验四 数字滤波器设计及应用综合实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、实验四数字滤波器设计及应用综合实验班级：电子112班姓名：孔令华学号：112127一、实验目的1．熟悉IIR数字滤波器的设计原理及方法。2．熟悉FIR数字滤波器的设计原理及方法。3.掌握利用Matlab实现数字滤波器的方法4.掌握利用数字滤波器进行信号处理的方法。5.了解基于Simulink的动态仿真实现信号滤波的基本方法。二、实验内容及要求综合运用数字滤波器设计的相关知识，根据给定设计方法要求，用脉冲响应不变法和双线性变换法设计IIR数字滤波器；利用窗函数设计法设计FIR数字滤波器。根据实际信号的频谱特性，分析、确定滤波器设计技术指标，实现对信号
2、的滤波。1．IIR数字滤波器设计（1）用脉冲响应不变法设计巴特沃斯数字滤波器。（2）用双线性变换法设计切比雪夫数字滤波器。（3）用双线性变换法设计巴特沃斯数字滤波器。并将直接型结构转换成级联型结构。实验所需程序及函数%butterworth低通滤波器原型设计函数，要求Ws﹥Wp﹥0，As﹥Rp﹥0。function[b,a]=afd_butt(Wp,Ws,Rp,As)；N=ceil((log10((10^(Rp/10)-1)/(10^(As/10)-1)))/(2*log10(Wp/Ws)))；%上条语句为求滤波器阶数，函数ceil朝正无穷大方向取
3、整；fprintf('ButterworthFilterOrder=%2.0f',N)；OmegaC=Wp/((10^(Rp/10)-1)^(1/(2*N)))；%求对应于N的3db截止频率；[b,a]=u_buttap(N,OmegaC)；%非归一化Butterworth模拟低通滤波器原形设计函数%得到的b,a分别为传输函数分子、分母多项式系数；function[b,a]=u_buttap(N,Omegac)；[z,p,k]=buttap(N)；%归一化巴特沃思模拟低通滤波器原形%传输函数用极点形式表示p=p*Omegac;%将代入上式，
4、相当于分子乘以，极点乘以k=k*Omegac^N;B=real(poly(z));%poly为构造具有指定根的多项式real为求实部b=k*B;a=real(poly(p));%利用脉冲响应不变法从模拟到数字滤波器变换函数function[b,a]=imp_invr(c,d,T)[R,p,k]=residue(c,d);%部分分式展开p=exp(p*T);%从模拟到数字极点对应关系,部分分式系数相同[b,a]=residuez(R,p,k);%将部分分式的形式变换成多项式之比的形式b=real(b');%求出数字滤波器系数a=real(a');%非
5、归一化切比雪夫I型模拟低通滤波器原型设计function[b,a]=u_chb1ap(N,Rp,Omegac)[z,p,k]=cheb1ap(N,Rp);%归一化切比雪夫1型模拟低通滤波器原形a=real(poly(p));%以下步骤实际上与求巴特沃思滤波器的原理aNn=a(N+1);%一样，只是所用方法稍有不同。p=p*Omegac;a=real(poly(p));aNu=a(N+1);k=k*aNu/aNn;B=real(poly(z));b=k*B;%频率响应函数freqz的修正，此函数可获得滤波器的幅值响应、相位响应及群延迟响应functi
6、on[db,mag,pha,w]=freqz_m(b,a);[H,w]=freqz(b,a,1000,'whole');%在0-2*pi之间选取N个点计算频率响应H=(H(1:501))'；%频率响应w=(w(1:501))';%频率mag=abs(H);%响应幅度db=20*log10((mag+eps)/max(mag));%增益pha=angle(H);%相位%变直接形式为级联形式function[b0,B,A]=dir2cas(b,a)b0=b(1);b=b/b0;a0=a(1);a=a/a0;b0=b0/a0;%以上步骤求出系数M=len
7、gth(b);N=length(a);ifN>Mb=[bzeros(1,N-M)];elseifM>Na=[azeros(1,M-N)];elseNM=0;endK=floor(N/2);B=zeros(K,3);A=zeros(K,3);ifK*2==Nb=[b0];a=[a0];endbroots=cplxpair(roots(b));%以下程序将每两个极点和两个零点组合成二阶因子aroots=cplxpair(roots(a));%roots：求多项式的根fori=1:2:2*KBrow=broots(i:1:i+1,:);Brow=real
8、(poly(Brow));B(fix(i+1)/2,:)=Brow;Arow=aroots(i:1:i+1,:);Arow
