吉林大学数字信号处理实验报告Word格式文档下载.docx

1、15; x=impseq（0,0,15）h=filter（b,a,x）; % 系统冲击响应subplot（2,1,1）;stem（n,h）;title（系统冲激响应）;xlabel（nylabel（h x=2.*n; nx=0:nh=0:y=conv_m（x,nx,h,nh）;ny=length（y）;ny-1;subplot（2,1,2）;stem（n,y）;系统对x（n）响应yB=roots（b）;A=roots（a）;figure; zplane（B,A）;2、离散系统的幅频、相频的分析方法% 差分方程为 y（n）-1.76y（n-1）+1.1829y（n-2）-0.2781y（n-3）

2、% =0.0181x（n）+0.0543x（n-1）+0.0543x（n-2）+0.0181x（n-3）b=0.0181,0.0543,0.0543,0.0181;a=1.000,-1.76,1.1829,-0.2781;m=0:length（b）-1;l=0:length（a）-1;K=500;k=0:1:K;w=pi*k/K;H=（b*exp（-j*m*w）./（a*exp（-j*l*w）; %计算频率相应magH=abs（H）; % magH为幅度 angH=angle（H）; %a ngH为相位 plot（w/pi,magH）;grid;以pi为单位的频率 ylabel（幅度幅度响应

3、plot（w/pi,angH）; grid;相位相位响应3、离散卷积的计算% x=1,4,3,5,3,6,5 , -4=2% h=3,2,4,1,5,3, -2=0）.*（n=4）; % 三角波序列stem（n,x1）;三角波序列N=8; k=0:X1=fft（x1,N）;magX1=abs（X1）;phaX1=angle（X1）;stem（k,magX1）;k三角波DFT的幅度stem（k,phaX1）;三角波DFT的相位2反三角波x2=（4-n）.*（n=3）+（n-3）.*（n % 反三角波序列stem（n,x2）;反三角波序列X2=fft（x2,N）;magX2=abs（X2）;pha

4、X2=angle（X2）;stem（k,magX2）;stem（k,phaX2）;结果分析：由图知：三角波和反三角波序列的波形不同，当N=8时，正反三角波的幅频特性相同，因为两者的时域只差一个相位3、余弦信号的FFT分析clea all;F=50; N=32;T=0.000625; % （1） F=50,N=32,T=0.000625n=1:N;x=cos（2*pi*F*n*T）;figure（1）; subplot（2,1,1）; plot（n,x）;x（n） xlabel（1） F=50,N=32,T=0.000625X=fft（x）; magX=abs（X）;plot（n,X）;FFT|

5、X|f（pi）T=0.005; % （2） F=50,N=32,T=0.005figure（2）;plot（n,x）;（2） F=50,N=32,T=0.005 plot（n,X）;F=50,N=32,T=0.0046875; % （3） F=50,N=32,T=0.0046875figure（3）;（3） F=50,N=32,T=0.0046875magX=abs（X）;F=50,N=32,T=0.004; % （4） F=50,N=32,T=0.004 x=cos（2*pi*F*n*T）;figure（4）;（4） F=50,N=32,T=0.004 F=50,N=64,T=0.00062

6、5; % （5） F=50,N=64,T=0.000625figure（5）;（5） F=50,N=64,T=0.000625结果分析；不同的采样间隔会产生不同的栅栏效应，相当于透过栅栏欣赏风景,只能看到频谱的一部分,而其它频率点看不见,因此很可能使一部分有用的频率成分被漏掉，从而产生不同的频谱图，减小栅栏效应可用提高采样间隔也就是频率分辨力的方法来解决。间隔小，频率分辨力高，被“挡住”或丧失的频率成分就会越少。但会增加采样点数，使计算工作量增加。4、卷积计算14;x1=1.*（n=14）; % 第一组函数 h1=（4/5）.n;N=27; y=circonvt（x1,h1,N）;disp（y

7、）;i=0: stem（i,y）;式1卷积9;x2=1.*（n=9）; % 第二组函数19;h2=（0.8）.*sin（0.5.*n）; y=circonvt（x2,h2,N）; subplot（3,1,2）;式2卷积 x3=（1-0.1.*n）; h3=0.1.*n; % 第三组函数N=17; y=circonvt（x3,h3,N）; subplot（3,1,3）;式3卷积实验三 IIR数字滤波器设计一、试验目的1、学习模拟数字变换滤波器的设计方法；2.掌握双线性变换数字滤波器设计方法；3.掌握实现数字滤波器的具体方法。1、设计一个巴特沃思数字低通滤波器，设计指标如下：通带内wws=0.35

8、pi 幅度衰减不小于15dB； 2、编制计算设计的数字滤波器幅度特性和相位特性的程序，并进行实验验证。 3、编制实现该数字滤波器程序并且实现数字滤波 1分别让满足所设计的滤波器的通带、过渡带、阻带频率特性的正弦波通过滤波器，验证滤波器性能； 2改变正弦抽样时间，验证数字低通滤波器的模拟截止频率实抽样时间的函数。1、编制实验内容要求的程序，并给程序加注释；2、根据实验结果，给出自己设计的数字滤波器的幅度特性和相位特性；3.用所设计的滤波器对不同频率的正弦波信号进 行滤波，以说明其特性；4、fp=0.2KHz,Rp=1dB,fs=0.3KHz,As=25dB,T=1ms；分别用脉冲响应不变法及双线

9、性变换法设计一Butterworth数字低通滤波器，观察所设计数字滤波器的幅频特性曲线，记录带宽和衰减量，检查是否满足要求。比较这两种方法的优缺点。四、实验程序及结果分析1、巴特沃斯低通滤波器wp=0.2*pi;ws=0.3*pi;Rp=1;As=15;R=10（-Rp/20）;A=10（-As/20）;b,a=afd_buttap（wp,ws,Rp,As）; C,B,A = sdir2cas（b,a）; %将直接型装换成级联型db,mag,pha,w=freqs_m（b,a,0.5*pi）; %计算系统频率响应ha,x,t=impulse（b,a）;plot（w/pi,mag）;plot（w

10、/pi,pha）;2、脉冲响应不变法设计巴特沃斯滤波器% 冲击响应不变法设计数字巴特沃斯低通滤波器T=0.0001;wp=200*2*pi*T; ws=300*2*pi*T;As=25; %数字滤波器指标 T=1;omegap=wp/T; omegas=ws/T; %转换为模拟域指标cs,ds=afd_buttap（omegap,omegas,Rp,As）; %模拟巴特沃斯滤波器的计算% 冲击响应不变法b,a=imp_invr（cs,ds,T）;C,B,A=dir2par（b,a）; % 将IIR滤波器直接型转换为并联型的函数% 计算数字滤波器频率响应db,mag,pha,grd,w=freq

11、z_m（b,a）;冲击响应不变法设计巴特沃斯滤波器axis（0 0.5 0 1）;|幅度|plot（w/pi,db）;axis（0 0.8 -400 0）;对数幅度db3、双线性变换法设计巴特沃斯滤波器Fs=1/T; %数字滤波器指标% 转换成模拟域指标omegap=（2/T）*tan（wp/2）;omegas=（2/T）*tan（ws/2）;%模拟巴特沃斯滤波器的计算%双线性变换b,a=bilinear（cs,ds,Fs）;C,B,A=sdir2cas（b,a）;双线性变换法设计巴特沃斯滤波器axis（0 0.4 -4 4）;4、数字滤波F=0.1;N1=512;T1=0.1;5:N1;x=

12、sin（2*pi*F*n*T1）; wp=0.2*pi;ws=0.35*pi;OmegaP=（2/T）*tan（wp/2）; %预畸变OmegaS=（2/T）*tan（ws/2）;ep=sqrt（10（Rp/10）-1）; %求平方根Ripple=sqrt（1/（1+ep.2）;Attn=1/10（As/20）;N=ceil（log10（10（Rp/10）-1）/（10（As/10）-1）/（2*log10（OmegaP/OmegaS）;OmegaC=OmegaP/（10.（Rp/10）-1）.（1/（2*N）;cs,ds=u_buttap（N,OmegaC）;%括号为模拟滤波器系数，中括号中

13、的为数字滤波器系数mag,db,pha,w=freqz_m（b,a）;y=filter（b,a,x）;stem（x）;axis（0 100 -1 1）;输入正弦序列stem（y）; axis（0 100 -1 1）;滤波输出序列滤波输出序列前有一段是由于延时造成的。实验四 FIR数字滤波器1、FIR滤波器的设计% 用哈明窗函数法来设计FIR滤波器 选N=51 ws=0.35*pi; N=51;n=0:N-1;wc=（ws+wp）/2; % 理想低通的截止频率hd=ideal_lp（wc,N）; % 理想低通的冲激响应w_ham=（hamming（N）;h=hd.*w_ham % FIR滤波器的

14、冲激响应db,mag,pha,grd,w=freqz_m（h,1）;delta_w=2*pi/1000;Rp=-（min（db（1:wp/delta_w+1）; % 实际的通带衰减As=-round（max（db（ws/delta_w+1:501）; % 实际的阻带衰减subplot（2,2,1）;stem（n,hd）;理想冲激响应axis（0 N-1 -0.1 0.3）;hd（n）subplot（2,2,2）;实际冲激响应h（n）subplot（2,2,3）;subplot（2,2,4）;幅度响应dbH（db）2、分别用矩形窗、汉宁窗、海明窗、三角窗和 Blackman窗设计一个线性相位的带

15、通滤波器。w1=0.3*pi; w2=0.5*pi;hd=ideal_lp（w2,N）-ideal_lp（w1,N）;w_rec=（rectwin（N）h1=hd.*w_rec ; % 矩形窗FIR滤波器的冲激响应db,mag,pha,grd,w=freqz_m（h1,1）;矩形窗幅度响应dbH1（db）w_hann=（hann（N）h2=hd.*w_hann % 汉宁窗FIR滤波器的冲激响应db,mag,pha,grd,w=freqz_m（h2,1）;汉宁窗幅度响应dbH2（db）h3=hd.*w_ham % 哈明窗FIR滤波器的冲激响应db,mag,pha,grd,w=freqz_m（h3,1）;海明窗幅度响应dbH3（db）