《数字信号处理》实验报告4Word格式文档下载.docx
《《数字信号处理》实验报告4Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《数字信号处理》实验报告4Word格式文档下载.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
学生姓名：
高腾
班级：
11通信1班
学号：
201114200103
同组人：
崔东艳
成绩：
预习报告
实验目的：
（1）熟悉用双线性变换法设计IIR数字滤波器的原理与方法；
（2）学会调用MATLAB信号处理工具箱中滤波器设计函数（或滤波器设计分析工具fdatool）设计各种IIR数字滤波器，学会根据滤波需求确定滤波器指标参数。
（3）掌握IIR数字滤波器的MATLAB实现方法。
（3）通过观察滤波器输入输出信号的时域波形及其频谱，建立数字滤波的概念。
实验要求：
设计IIR数字滤波器一般采用间接法（脉冲响应不变法和双线性变换法），应用最广泛的是双线性变换法。
基本设计过程是：
①先将给定的数字滤波器的指标转换成过渡模拟滤波器的指标；
②设计过渡模拟滤波器；
③将过渡模拟滤波器系统函数转换成数字滤波器的系统函数。
MATLAB信号处理工具箱中的各种IIR数字滤波器设计函数都是采用双线性变换法。
第六章介绍的滤波器设计函数butter、cheby1、cheby2和ellip可以分别被调用来直接设计巴特沃斯、切比雪夫1、切比雪夫2和椭圆模拟和数字滤波器。
本实验要求读者调用如上函数直接设计IIR数字滤波器。
本实验的数字滤波器的MATLAB实现是指调用MATLAB信号处理工具箱函数filter对给定的输入信号x（n）进行滤波，得到滤波后的输出信号y（n）。
实验报告
实验目的:
实验方法（步骤及结果）：
functionst=mstg
%产生信号序列向量st,并显示st的时域波形和频谱
%st=mstg返回三路调幅信号相加形成的混合信号，长度N=1600
N=1600%N为信号st的长度。
Fs=10000;
T=1/Fs;
Tp=N*T;
%采样频率Fs=10kHz，Tp为采样时间
t=0:
T:
（N-1）*T;
k=0:
N-1;
f=k/Tp;
fc1=Fs/10;
%第1路调幅信号的载波频率fc1=1000Hz,
fm1=fc1/10;
%第1路调幅信号的调制信号频率fm1=100Hz
fc2=Fs/20;
%第2路调幅信号的载波频率fc2=500Hz
fm2=fc2/10;
%第2路调幅信号的调制信号频率fm2=50Hz
fc3=Fs/40;
%第3路调幅信号的载波频率fc3=250Hz,
fm3=fc3/10;
%第3路调幅信号的调制信号频率fm3=25Hz
xt1=cos（2*pi*fm1*t）.*cos（2*pi*fc1*t）;
%产生第1路调幅信号
xt2=cos（2*pi*fm2*t）.*cos（2*pi*fc2*t）;
%产生第2路调幅信号
xt3=cos（2*pi*fm3*t）.*cos（2*pi*fc3*t）;
%产生第3路调幅信号
st=xt1+xt2+xt3;
%三路调幅信号相加
fxt=fft（st,N）;
%计算信号st的频谱
%====以下为绘图部分，绘制st的时域波形和幅频特性曲线====================
subplot（3,1,1）
plot（t,st）;
grid;
xlabel（'
t/s'
）;
ylabel（'
s（t）'
axis（[0,Tp/8,min（st）,max（st）]）;
title（'
（a）s（t）的波形'
）
subplot（3,1,2）
stem（f,abs（fxt）/max（abs（fxt））,'
.'
（b）s（t）的频谱'
axis（[0,Fs/5,0,1.2]）;
f/Hz'
幅度'
exp4.m：
%========================
clearall;
closeall;
clc;
%采样频率
%调用信号产生函数mstg产生由三路抑制载波调幅信号相加构成的复合信号st
st=mstg;
%低通滤波器设计与实现
fp=280;
fs=450;
wp=2*fp/Fs;
ws=2*fs/Fs;
rp=0.1;
rs=60;
%DF指标（低通滤波器的通、阻带边界频）
[N,wp]=ellipord（wp,ws,rp,rs）;
%调用ellipord计算椭圆DF阶数N和通带截止频率wp
[B,A]=ellip（N,rp,rs,wp）;
%调用ellip计算椭圆带通DF系统函数系数向量B和A
y1t=filter（B,A,st）;
%滤波器软件实现
%低通滤波器设计与实现绘图部分
figure
（2）;
subplot（3,1,1）;
myplot（B,A）;
%调用绘图函数myplot绘制损耗函数曲线
yt='
y_1（t）'
;
subplot（3,1,2）;
tplot（y1t,T,yt）;
%调用绘图函数tplot绘制滤波器输出波形
%带通滤波器设计与实现
fpl=440;
fpu=560;
fsl=275;
fsu=900;
wp=[2*fpl/Fs,2*fpu/Fs];
ws=[2*fsl/Fs,2*fsu/Fs];
%调用ellip计算椭圆带通DF系统函数系数向量B和A
y2t=filter（B,A,st）;
%带通滤波器设计与实现绘图部分
figure（3）;
y_2（t）'
tplot（y2t,T,yt）;
%高通滤波器设计与实现
fp=890;
fs=600;
[B,A]=ellip（N,rp,rs,wp,'
high'
y3t=filter（B,A,st）;
%高低通滤波器设计与实现绘图部分
y_3（t）'
tplot（y3t,T,yt）;
实验结果：
思考题简答
（1）请阅读信号产生函数mstg，确定三路调幅信号的载波频率和调制信号频率。
（2）
（2）信号产生函数mstg中采样点数N=800，对st进行N点FFT可以得到6根理想谱线。
如果取N=1000，可否得到6根理想谱线？
为什么？
N=2000呢？
请改变函数mstg中采样点数N的值，观察频谱图验证您的判断是否正确。
（3）修改信号产生函数mstg，给每路调幅信号加入载波成分，产生调幅（AM）信号，重复本实验，观察AM信号与抑制载波调幅信号的时域波形及其频谱的差别。
答：
分析发现，st的每个频率成分都是25Hz的整数倍。
采样频率Fs=10kHz=25×
400Hz，即在25Hz的正弦波的1个周期中采样400点。
所以，当N为400的整数倍时一定为st的整数个周期。
因此，采样点数N=800和N=2000时，对st进行N点FFT可以得到6根理想谱线。
如果取N=1000，不是400的整数倍，不能得到6根理想谱线
升级会员 