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DSP实验报告 实验四：IIR数字滤波器的设计 实验五：FIR数字滤波器的设计 实验四、IIR数字滤波器的设计 fc = 0.3kHz，delta = 0.8dB，fr = 0.2kHz，At = 20dB,T = 1ms:设计一切比雪夫高通滤波器，观察其通带损耗和阻带衰减是否满足要求。 实验结果： 实验代码： Wc = 2*pi*300/1000; Wr = 2*pi*200/1000; Rp = 0.8; Rs = 20; [N,Wc] = cheb1ord(Wc,Wr,Rp,Rs,s); [B,A] = cheby1(N,Rp,Wc,high,s); omega = [0:pi/1000:pi]; h = freqs(B,A,omega); gain = 20*log10(abs(h)); plot(omega/(2*pi/1000),gain); 结果分析： 由实验所得关于设计的滤波器的增益曲线来看，当f200Hz时，衰减大于20dB，当f300Hz时，衰减趋近于零，满足设计参数要求。 【5】利用双线性变换法设计满足下列指标的切比雪夫型数字带阻滤波 器，并作图验证设计结果：当1kHz=f=2kHz时，At=18dB;当f=500Hz以及f=3kHz时，delta=3dB;采样频率fs = 10kHz。 实验结果 程序代码： W1 =2*10000*tan(2*pi*500/(2*10000)); W2 =2*10000*tan(2*pi*1000/(2*10000)); W3 =2*10000*tan(2*pi*2000/(2*10000)); W4 =2*10000*tan(2*pi*3000/(2*10000)); Wp = [W2,W3]; Ws = [W1,W4]; [N,Wn] = cheb1ord(Wp,Ws,3,18,s); [B,A] = cheby1(N,3,Wn,stop,s); [num,den] = bilinear(B,A,10000); [h,w] = freqz(num,den); f = w/pi*5000; plot(f,20*log10(abs(h))); axis([0,3500,-100,10]); 结果分析： 根据设计要求，取要求中的参数值为极限值，所得滤波器增益曲线如上图。由图可知当频率在1kHz到2kHz之间时，增益衰减大于18dB，当频率小于500或大于3000Hz时，增益略小于1，通带波动delta小于3dB,满足设计需求。 实验五、FIR数字滤波器的设计 【1】N = 45，计算并画出矩形窗、汉明窗、布莱克窗的归一化幅度谱，并比较各自的主要特点。 实验结果： 程序代码： N=45; w1=boxcar(N); w2=hamming(N); w3=blackman(N); [h,w]=freqz(w1,N); subplot(221); plot(w/pi,20*log10(abs(h))); axis([0,1,-80,1]); title(矩形窗) subplot(222); [h,w]=freqz(w2,N); plot(w/pi,20*log10(abs(h))); axis([0,1,-80,0]); title(汉明窗); subplot(223); [h,w]=freqz(w3,N); plot(w/pi,20*log10(abs(h))); axis([0,1,-150,1]); title(布莱克曼窗); 实验结果分析： 矩形窗函数具有最窄的主瓣宽度，但有最大的旁瓣峰值；汉明窗函数的主瓣稍宽， 而旁瓣较小；布莱克曼窗函数则更甚之。 矩形窗设计的滤波器过渡带最窄，但是阻带最小 衰减也最差； 布莱克曼窗设计的滤波器阻带衰减最好，过渡带最宽，约为矩形窗设计的的 三倍。 汉明窗设计的滤波器处于矩形窗和布莱克曼窗之间。 【4】用凯塞窗设计一专用线性相位滤波器，N = 40，|Hd(exp(jw))|下图所示，当β = 4、6、10时，分别设计、比较他们的幅频特性和相频特性，注意β不同值时的影响 实验结果： 实验代码： Wd=[0.2 0.4 0.6 0.8]; M=39; beta=4; hh=fir1(M,Wd,DC-0,kaiser(M+1,beta)); [H,w]=freqz(hh,1); figure; subplot(2,1,1); plot(w/pi,abs(H)); xlabel(\omega/\pi); ylabel(幅度); grid; title(幅频特性,beta=4); subplot(2,1,2); plot(w/pi,angle(H)