DSP课后习题答案 李建

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1、f《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.分别用脉冲响应不变法和双线性变换法设计一个数字低通滤波器。模拟低通滤波器用BW型低通滤波器。设系统的抽样频率为44.1kHZ。所设计的数字滤波器要能取代具有下列指标的模拟低通滤波器。【题目分析】本题讨论模拟滤波器和

2、数字滤波器的设计。比较两种方法设计的滤波器的特性。【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。【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

3、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）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

4、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。【仿真结果】【结果分析】对几种滤波器得到的音频信号进行对比。【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】在IIR滤波器设计过程中，由于利用指标数据的不同，造成裕量的出现。讨论利用不同指标出现裕量对滤波器性能的影响，以及如何有效地利用它？在FIR滤波器设计过程中，由于所选用窗函数的不同，导致对信号滤波的效果不同。本题的语音信号加入的是双频噪声，讨论如果对信号加入其它形式的噪声

5、，采用何种滤波器更合适。【仿真程序】[y,fs,bits]=wavread('C:UsersbcDesktopDPSPPThello');sound(y,fs,bits);Y=fft(y,50);subplot(421);plot(y);title('声音信号的波形');subplot(422)plot(abs(Y));title('声音信号的频谱×');T=2;fs=1/T;Wp=0.25*pi/T;Ws=0.35*pi/T;Ap=20*log10(1/0.9);As=20*log10(1/0.18);[N,Wc

6、]=buttord(Wp,Ws,Ap,As,'s');[B,A]=butter(N,Wc,'s');W=linspace(0,pi,400*pi);hf=freqs(B,A,W);subplot(4,2,3);plot(W/pi,abs(hf)/abs(hf(1)));gridon;title('巴特沃斯模拟滤波器');xlabel('Frequency/Hz');ylabel('Magnitude');[D,C]=impinvar(B,A,fs);Hz=freqz(D,C,W);subplot(4,2,4);plot(W/

7、pi,abs(Hz)/abs(Hz(1)));gridon;title('巴特沃斯数字滤波器');xlabel('Frequency/Hz');ylabel('Magnitude');G=filter(hf,1,y)subplot(4,2,5)plot(G)电子文件提交说明:文件名学号＋姓名＋研讨题目(每组在文件名上只需提供一个学号和姓名)文件格式MicrosoftWord2003或以下版本建议用Office套装软件Visio进行绘图。Matlab所绘图形可在Visio环境下ungroup后进行编辑。