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1、本科学生验证性实验报告学号104090459姓名张静学院物电学院专业、班级10电子实验课程名称数字信号处理实验教师及职称杨卫平教授开课学期2013至2013学年下学期填报时间2013年5月10日云南师范大学教务处编印实验序号3实验名称IIR数字滤波器设计及应用实验时间2013-5-8实验室数字信号处理实验室一．实验预习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、实验流程或装置示意图实验原理：IIR数字滤波器的设计主要通过成熟的模拟滤波器设计方法来实现。首先在频域将数字滤波器
2、设计指标转化为模拟滤波器设计指标，将任意模拟滤波器转化为原型模拟滤波器设计指标，根据模拟低通滤波器设计指标设计出模拟低通滤波，由模拟低通滤波经过相应的复频域转换得到H(s)，由H(s)经过脉冲响应不变法或双线性变换法得到所需的IIR数字滤波器H(z)。由此可见，IIR数字滤波器的设计的重要环节是模拟低通滤波的设计，设计模拟低通滤波器的主要方法有Butterworth、Chebyshev和椭圆等滤波器设计方法。实验流程或装置示意图：(1).设计一个数字滤波器，要求在0~0.2（rad）内衰耗不大于3dB，在0.6~（rad）内衰耗不小于60dB。[N,Wc]
3、=buttord(0.2,0.6,3,60);[b,a]=butter(N,Wc);freqz(b,a);axis([0,1,-120,0]);(2).设计一个数字带通滤波器，要求在100~200Hz通带内纹波不大于3dB，通带两边各50Hz外是阻带，衰耗不小于40dB。抽样频率为1000Hz。Wp=[100200]/500;Ws=[100-50200+50]/500;Rp=3;Rs=40;[N,Wn]=cheb1ord(Wp,Ws,Rp,Rs)[b,a]=cheby1(N,Rp,Wn);freqz(b,a,512,1000);title('Chebysh
4、evTypeIBandpassFilter');axis([0,500,-80,0]);3．实验设备及材料个人计算机一台及MATLAB仿真软件。4．实验方法步骤及注意事项实验方法步骤：先打开电脑，然后再打开MATLAB仿真软件，在BlankM-File中输入程序，然后再编译运行程序，直到程序能编译运行为止。注意事项：(1).为了省时间以及编译的方便性，程序应该在BlankM-File中输入，而不应该在CommandWindow中直接运行；(2).在使用MATLAB时应注意中英输入法的切换，在中文输入法输入程序时得到的程序是错误的；(3).MATLAB中两个
5、信号相乘表示为x.*u,中间有个‘.’，同样两个信号相除也是如此，也就是在实验中要注意乘和点乘的区别。二．实验内容1．实验现象与结果实验内容：(1).k=0:100;x=cos(pi*k/4)+cos(2*pi*k/3)+1;[n,wc]=buttord(1/4,2/3,0.7,20);[b,a]=butter(n,wc,'low');freqz(b,a);滤波器阶数n=3,wc=0.4316；系统函数(2).k=0:100;x=cos(pi*k/4)+cos(2*pi*k/3)+1;[n,wc]=buttord(2/3,1/4,0.7,20)[b,a]=
6、butter(n,wc,'high')freqz(b,a);滤波器阶数n=3,wc=0.4633；系统函数(3).k=0:100;x=cos(pi*k/4)+cos(2*pi*k/3)+1;[n,wc]=buttord([0.20.3],[0.10.4],0.7,20)[b,a]=butter(n,wc,'bandpass')freqz(b,a);滤波器阶数n=4;wc=0.17970.3302;系统函数(4).k=0:100;x=cos(pi*k/4)+cos(2*pi*k/3)+1;[n,wc]=buttord([0.10.4],[0.20.3],0.
7、7,20)[b,a]=butter(n,wc,'stop')freqz(b,a);滤波器阶数n=4;wc=0.17070.3453;系统函数(1).脉冲响应不变法设计巴特沃斯型滤波器：Wp=[0.30.6];Ws=[0.20.72];Ap=1;As=42;Fs=1;wp=Wp*Fs;ws=Ws*Fs;[N,Wc]=buttord(wp,ws,Ap,As);[b,a]=butter(N,Wc,'bandpass');[d,f]=impinvar(b,a,Fs);title('ButterworthBandpassFilter');freqz(b,a);axi
8、s([0,1,-120,0]);脉冲响应不变法设计切比雪夫I型滤波
