數字濾波器的設計(已修改)

　

【正文】 數字濾波器的設計 第一篇：數字濾波器的設計 實驗報告 課程名稱數字信號處理實驗 實驗名稱數字濾波片的設計 姓名 田紅亮 學號 202105020216 專業班級 電信 1002班 實驗日期 成績 指導老師 （①實驗目的②實驗原理⑶主要儀器設備④實驗內容與步驟⑤實驗數據記錄與處理⑥實驗結果與分析⑦問題建議） 一、實驗目的 IIR 數字濾波器的特點； 2．掌握 IIR數字濾波器的設計方法； 。 二、實驗所采用的功能函數 （ 1） [N,wc]=buttord(wp， ws，α p，α s)作用：計算巴特沃斯數字濾波器的階數 N 和 3dB截止頻率 wc,wc為數字頻率，單位 rad。 說明：調用參數 wp， ws 分別為數字濾波器的通帶、阻帶截止頻率的歸一化值，要求： 0≤ wp≤ 1， 0≤ ws≤ 1。α p，α s 分別為通帶最大衰減和組帶最小衰減（ dB）。當 ws≤ wp 時，為高通濾波器；當 wp 和 ws 為二元矢量時，為帶通或帶阻濾波器，這時 wc也是二元向量。 （ 2） [N,Ω c]=buttord(Ω p，Ω s，α p，α s，‘ s’ )作用：計算巴特沃斯模擬濾波器的階數 N 和 3dB 截止頻率Ω c。說明：Ω p，Ω s，Ω c均為實際模擬角頻率。 模擬頻率 f：每秒經歷多少個周期，單位 Hz，即 1/s，信號的真實頻率，可用于模擬信號和數字信號； 模擬角頻率Ω：每秒經歷多少弧度，單位 rad/s，通常只于模擬信號；數字頻率 w：每個采樣點間隔之間的弧度，單位 rad，通常只用于數字信號。 關系：Ω =2pi*f； w=Ω *T=2pi*f/F。 (F=1/Ts 為采樣頻率， Ts 為采樣間隔 ) 實驗報告 課程名稱數字信號處理實驗 實驗名稱數字濾波片的設計 姓名 田紅亮 學號 202105020216 專業班級 電信 1002班 實驗日期 成績 指導老師 （①實驗目的②實驗原理⑶主要儀器設備④實驗內容與步驟⑤實驗數據記錄與處理⑥實驗結果與分析⑦問題建議） （ 1）格式： [b， a]=butter（ N， wc，‘ ftype’） 作用：計算 N 階巴特沃斯數字濾波器系統函數分子、分母多項式的系數向量 b、 a。 說明：調用參數 N 和 wc 分別為巴特沃斯數字濾波器的階數和 3dB 截止頻率的歸一化值，一般是調用 buttord 格式（ 1）計算 N 和 wc。系數 b、a 是按照 z1的升冪排列。 （ 2）格式： [B， A]=butter（ N，Ω c，‘ ftype’，‘ s’） 作用：計算巴特沃斯模擬濾波器系統函數的分子、分母多項式系數向量。 說明：調用參數 N 和Ω c 分別為巴特沃斯模擬濾波器的階數和 3dB 截止頻率 (實際角頻率 )，可調用 buttord（ 2）格式計算 N和Ω c。系數 B、A 按 s 的正降冪排列。 tfype為濾波器的類型： ◇ ftype=high 時，高通；Ω c只有 1個值。 ◇ ftype=stop 時，帶阻；Ω c=[Ω cl,Ω cu]，分別為帶阻濾波器的通帶 3dB 下截止頻率和上截止頻率。 ◇ ftype 缺省時：若Ω c只有 1個值，則默認為低通；若Ω c有 2 個值，則默認為帶通；其通帶頻率區間Ω cl 第二篇：數字濾波器的設計 實驗報告 課程名稱數字信號處理實驗 實驗名稱數字濾波片的設計 姓名 田紅亮 學號 202105020216 專業班級 電信 1002班 實驗日期 成績 指導老師 （①實驗目的②實驗原理⑶主要儀器設備④實驗內容與步驟⑤實驗數據記錄與處理⑥實驗結果與分析⑦問題建議） 一、實驗目的 IIR 數字濾波器的特點； 2．掌握 IIR數字濾波器的設計方法； 。 二、實驗所采用的功能函數 （ 1） [N,wc]=buttord(wp， ws，α p，α s)作用：計算巴特沃斯數字濾波器的階數 N 和 3dB截止頻率 wc,wc為數字頻率，單位 rad。 說明：調用參數 wp， ws 分別為數字濾波器的通帶、阻帶截止頻率的歸一化值，要求： 0≤ wp≤ 1， 0≤ ws≤ 1。α p，α s 分別為通帶最大衰減和組帶最小衰減（ dB）。當 ws≤ wp 時，為高通濾波器；當 wp 和 ws 為二元矢量時，為帶通或帶阻濾波器，這時 wc也是二元向量。 （ 2） [N,Ω c]=buttord(Ω p，Ω s， α p，α s，‘ s’ )作用：計算巴特沃斯模擬濾波器的階數 N 和 3dB 截止頻率Ω c。說明：Ω p，Ω s，Ω c均為實際模擬角頻率。 模擬頻率 f：每秒經歷多少個周期，單位 Hz，即 1/s，信號的真實頻率，可用于模擬信號和數字信號； 模擬角頻率Ω：每秒經歷多少弧度，單位 rad/s，通常只于模擬信號；數字頻率 w：每個采樣點間隔之間的弧度，單位 rad，通常只用于數字信號。 關系：Ω =2pi*f； w=Ω *T=2pi*f/F。 (F=1/Ts 為采樣頻率， Ts 為采樣間隔 ) 實驗報告 課程名稱數字信號處理實驗 實驗名稱數字濾波片的設計 姓名 田紅亮 學號 202105020216 專業班級 電信 1002班 實驗日期 成績 指導老師 （①實驗目的②實驗原理⑶主要儀器設備④實驗內容與步驟⑤實驗數據記錄與處理⑥實驗結果與分析⑦問題建議） （ 1）格式： [b， a]=butter（ N， wc，‘ ftype’） 作用：計算 N 階巴特沃斯數字濾波器系統函數分子、分母多項式的系數向量 b、 a。 說明：調用參數 N 和 wc 分別為巴特沃斯數字濾波器的階數和 3dB 截止頻率的歸一化值，一般是調用 buttord 格式（ 1）計算 N 和 wc。系數 b、a 是按照 z1的升冪排列。 （ 2）格式： [B， A]=butter（ N，Ω c，‘ ftype’，‘ s’） 作用：計算巴特沃斯模擬濾波器系統函數的分子、分母多項式系數向量。 說明：調用參數 N 和Ω c 分別為巴特沃斯模擬濾波器的階數和 3dB 截止頻率 (實際角頻率 )，可調用 buttord（ 2）格式計算 N和Ω c。系數 B、A 按 s 的正降冪排列。 tfype為濾波器的類型： ◇ ftype=high 時，高通；Ω c只有 1個值。 ◇ ftype=stop 時，帶阻；Ω c=[Ω cl,Ω cu]，分別為帶阻濾波器的通帶 3dB 下截止頻率和上截止頻率。 ◇ ftype 缺省時：若Ω c只有 1個值，則默認為低通；若Ω c有 2 個值，則默認為帶通；其通帶頻率區間Ω cl 第三篇： IIR 數字濾波器設計實驗報告 實驗三 IIR數字濾波器設計實驗報告 一、實驗目的： 基本方法 二、實驗要求： IIR 濾波器 器 系數 ，并對其濾波，對比濾波前后波形和頻譜 三、基本原理： ㈠ IIR 模擬濾波器與數字濾波器 IIR 數字濾波器的設計以模擬濾波器設計為基礎，常用的類型分為巴特沃斯（ Butterworth）、切比雪夫（ Chebyshev）Ⅰ型、切比雪夫Ⅱ型、貝塞爾（ Bessel）、橢圓等多種。在 MATLAB 信號處理工具箱里，提供了這些類型的 IIR數字濾波器設計子函數。 （二）性能指標 6000hz~~7000hz頻段，濾除小于 2021hz和大宇 9000hz頻段 3Db,阻帶衰減設為 30dB，雙線性變換法中 T取 1s. 四、實驗步驟： IIR 濾波器的系統函數Hd(z) 帶噪信號 ，并畫出濾波前后波形圖和頻譜圖 五、實驗 結果 模擬濾波器的幅頻特性和相頻特性：10Magnitude05101010102101Frequency(rad/s)100101Phase(degrees)2021200210101Frequency(rad/s)100101 在本實驗中，采用的帶通濾波器為 60007000Hz，換算成角頻率為，在上圖中可以清晰地看出到達了題目的要求。 沖擊響應不變法后的幅頻特性和相頻特性： 0Magnitude(dB)dFrequency(rad/sample)Phase(degrees).91 NormalizedFrequency( rad/sample) 雙 線 性 變 換 法 的 幅 頻 特 性 和 相 頻 特 性 ：0Magnitude(dB)edFrequency(rad/sample)Phase(degrees).91 NormalizedFr