DSP上机实验报告滤波器

《DSP上机实验报告滤波器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、信号分选与数字滤波（单位：物理电子学院电子信息科学与技术三班邮编：610054）摘要：本实验主要是采用matlab实现两路带限信号分选数字接收机系统，其中涉及到数字信号处理的内容有：一、连续时间信号的釆样，包括奈奎斯特抽样定理等；二、HR数字滤波器的理论、结构设计与实现，包括巴特沃斯，切比雪夫，椭圆，贝塞尔等滤波器；三、信号处理的相关运算，包括信号卷积运算等；四、离散傅里叶变换，包扭DFT、FFT等。引言在实际通信、传输中，接受到的信号不仅包含了我们所需要的信号，还包含了一些外部噪声等其他信号，为

2、了从接受到的信号中获得我们所关心或有用的信号，需要对有用信号进行分离，可以通过设计滤波器来滤出所需信号。滤波器能够使输入信号中冇用的信号顺利通过，而阻扌当无用的或者我们所不关心的信号，使其无法通过。因而，要根据我们所需的信号的特性來设计滤波器，以实现滤出有用信号的目的。实验内容设计一个数字化接收机系统，分离出两个位于不同频带范围内的接收信号，并对分选出的两路信号进行频谱分析。假设数字接收机接收信号为上式中，第一个载波信号幅度A1=57_/1=2.45G&_D_Dd?!=20^D_Dd_^2=_fz

3、=5■思GA/Z_D_DdS=10曲()_A(R/_3A)用L阴路带限信号分选数字接枚机参考结构实验分析及结果(1)根据数字接收机的参考结构，我们第一部分需要实现模数转换A/D,模拟信号为:由奈華斯特抽样定理,可知^12/因为Fl=米样频率所以nJ取fs=20GHz==11.6GHzMatlab仿真的实验结果如下图：图l.r(t)采样结果程序见附录1(2)采用fft算法得到r(t)的频谱Matlab仿真结果如下：程序见附录2图2.信号r(t)频谱图(1)数字滤波器的设计巴特沃斯滤波器的设计幅频特性

4、和相频特性设⑵F=!—,当$="2吋，上式写成$的函数为+(O!OY11+（畑尸1[2R+1有2N个极点,k=0,1,2,...,2N-,取左半复平面的极点/N7H(f)*=0若令s=jQ,得稳定的频率响应函数/N-口“-”)20设计次序©，勺，2，GTN和3dB的2T»TH3关于2作归一化，p=sf£2c,pk=sk/Qc,得/N-lG(P)=1/Y[(p一以)或G(p)=l/B(p)•/Jt=o因此设计次序可以变为4，勺，2，%t.；3dB/2c—>pk—>G(〃)tH&(s)由IHa(

5、应)I2的单调性和IHa(JO)1=1,可得勺=-20lgI/(〃£,)1=-10lgI(”2»I2乞=-20lglHfl(j^)l=-101glHa(j^)I2将'心匕+爲吋代入并取指数’得10°叫=1+(色/£.严io叫=i+(2/2严10°叫-1令几专*得(取一个整数)10(呵1再求2•如下或2=哥吕注两者不一定相等,用前式，通带刚好，阻带有余.后式相反.fz=5,8仙z由于本实验Fl=2.45S//2T,,高通滤波器截止频率可取仁=5G比.低通滤波器截止频率可取fc=3Gfc,而阶数釆用N

6、=8,有以下实验结果对比可得图3.巴特沃兹低通滤波器程序见附录3滤波器的实现使用以下命令生成[B,A]=butter(N,wc);freqz(B,A)同理高、低通滤波器如下图：图4.低、高滤波器程序见附录4(1)通过滤波器得到的结果通过滤波器相当于实现以卜•运算在吋域上为卷积y[n]=x[n]*h[n]在频域I濒谱相乘饨沙2X(e^)H(e^)Matlab仿真结果如下:图5.通过高低通滤波器后所得结果程序见附录5(1)经过ifft算法后可得时域信号ifft算法相当给信号做了离散傅里叶反变换，从而由

7、频谱的时域上的信号;matlab仿真结果如下:•通过低通泯'波器还原信号图6.ifft还原信号与原始信号比较程序见附录6(2)为了验证整个过程对信号的分离是否存在错课，我们对所分离的信号合成之后得#(。再与原始信号r(t)进行比较分析Matlab仿真结果如下：图7•分离前后信号比较程序见附录73•结论与以上分析和实验结果，我们可以得出：一个信号中如果带有不同频率的信息，可以通过相应的滤波器滤出所需要的信息，并口所得结果是比较准确的，而且精确度主耍与滤波器是否理想有很人关系。