实验七华北电力大学数字信号处理实验文档格式.docx

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华北电力大学

1.实验目的

加深理解IIR数字滤波器的特性，掌握IIR数字滤波器的设计原理与设计方法，以及IIR数字滤波器的应用。

2.实验原理

3.实验内容及步骤

4.数据处理与总结

1.

（1）

clear;

fsam=100;

t0=1/fsam;

t=6;

k=0:

t0:

t;

N=512;

x=1+cos（pi/4.*k/t0）+cos（2*pi/3.*k/t0）;

f=（-N/2:

（N/2-1））/N*2*pi;

[N1,Wc]=buttord（1/4,1/2,3,60）;

[b,a]=butter（N1,Wc,'

low'

）;

freqz（b,a）;

figure;

axis（[0,1,-120,0]）;

y=filter（b,a,x）;

Y=fftshift（fft（y,N））;

stem（f,abs（Y））;

右图一为数字低通滤波器的幅频响应

和相频响应。

右图二为信号经过滤波器后输出信号的频谱。

（2）

[N1,Wc]=buttord（2/3,10/24,3,100）;

high'

右图一为数字高通滤波器的幅频响应

（3）

[N1,Wc]=buttord（[1/88/24],[1/322/3],3,60）;

bandpass'

右图一为数字带通滤波器的幅频响应

（4）

[N1,Wc]=buttord（[1/322/3],[0.210/27],3,60）;

stop'

右图一为数字带阻滤波器的幅频响应

2.

（1）.脉冲响应不变法

omegas=[0.20.72]*pi;

omegap=[0.30.6]*pi;

Ap=1;

As=42;

Fs=1;

ws=omegas*Fs;

wp=omegap*Fs;

[N,Wc]=buttord（wp,ws,Ap,As,'

s'

[b,a]=butter（N,Wc,'

'

%[N,Wc]=cheb1ord（wp,ws,Ap,As,'

%[b,a]=cheby1（N,Ap,Wc,'

%[N,Wc]=cheb2ord（wp,ws,Ap,As,'

%[b,a]=cheby2（N,As,Wc,'

%

%[N,Wc]=ellipord（wp,ws,Ap,As,'

%[b,a]=ellip（N,Ap,As,Wc,'

[numd,dend]=impinvar（b,a,Fs）;

w=linspace（0,pi,512）;

h=freqz（numd,dend,w）;

norm=max（abs（h））;

numd=numd/norm;

plot（w/pi,20*log10（abs（h）/norm））;

gridon

右图从上到下分别是buttord

Cheby1cheby2ellipord型滤波器的

频率特性（脉冲响应不变法）

（2）双线性变换法

T=1/Fs;

wp=2*tan（omegap/2）/T;

ws=2*tan（omegas/2）/T;

%[N,Wc]=buttord（wp,ws,Ap,As,'

%[b,a]=butter（N,Wc,'

[N,Wc]=ellipord（wp,ws,Ap,As,'

[b,a]=ellip（N,Ap,As,Wc,'

[numd,dend]=bilinear（b,a,Fs）;

title（'

ellipord'

）

频率特性（双线性变换法）

3.

204;

N=205;

x=sin（2*pi*770/8000.*k）+sin（2*pi*1209/8000.*k）;

stem（k,x）;

时域波形'

figure;

X=fftshift（fft（x））;

omega=（（-（N-1）/2）:

（（N-1）/2））/N*2*pi;

stem（omega,abs（X））;

频谱图'

%低通

wp=2*941/8000;

ws=2*1200/8000;

Ap=3;

As=60;

[N,wc]=buttord（wp,ws,Ap,As）;

[b,a]=butter（N,wc）;

freqz（b,a）;

figure

%滤波输出

Y=fftshift（fft（y））;

stem（omega,abs（Y））

%高通

wp=2*1200/8000;

ws=2*1000/8000;

[b,a]=butter（N,wc,'

wp1=[692702]./4000;

ws1=[687707]./4000;

wp2=[765775]./4000;

ws2=[760780]./4000;

wp3=[847857]./4000;

ws3=[842862]./4000;

wp4=[936946]./4000;

ws4=[931951]./4000;

As=30;

[N1,wc1]=buttord（wp1,ws1,Ap,As）;

[b1,a1]=butter（N1,wc1,'

[N2,wc2]=buttord（wp2,ws2,Ap,As）;

[b2,a2]=butter（N2,wc2,'

[N3,wc3]=buttord（wp3,ws3,Ap,As）;

[b3,a3]=butter（N3,wc3,'

[N4,wc4]=buttord（wp4,ws4,Ap,As）;

[b4,a4]=butter（N4,wc4,'

figure

（1）

freqz（b1,a1）;

figure

（2）

freqz（b2,a2）;

figure（3）

freqz（b3,a3）;

figure（4）

freqz（b4,a4）;

以上分别是4个带通滤波器的幅频响应.

As=20;

[N3,wc3]=buttord