数字信号处理实验四报告

《数字信号处理实验四报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、实验四：IIR数字滤波器设计及软件实现一・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信号处理工具箱屮滤波器设计函数（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。（4）通过观察滤波器输入输出信号的时域波形及具频谱，建立数字滤波的概念。二・实验内容及步骤（1）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,该函数还会自动绘图显示

2、st的时域波形和幅频特性曲线，如图10.4.1所示。由图可见，三路信号时域混亘无法在时域分离。但频域是分离的，所以可以通过滤波的方法在频域分离，这就是本实验的目的。(a)s(t)的波形00.010.020.030.040.050.060.070.08t/s(b)s(t)的频谱A■■■■■■■■■■1■■■■■■■.$十■■■•<■+■■十■■■■■■►-■■彳令4H悝logIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIInC11L丄」JLLJLJ.jIIIIIIIIIIIIIIIIIIII

3、IIIIIIIIIII0200400600800100012001400160018002000f/Hz图10.4.1三路调幅信号st的时域波形和幅频特性1111线（2）要求将st中三路调幅信号分离，通过观察st的幅频特性曲线，分別确定可以分离st中三路抑制载波单频调幅信号的三个滤波器（低通滤波器、带通滤波器、高通滤波器）的通带截止频率和阻带截止频率。要求滤波器的通带最人衰减为0.ldB,阻带最小衰减为60dBo提示：抑制载波单频调幅信号的数学表示式为s(/)二:cos(2;r九/)cos(2砒/)=

4、g[cos(2;r(£-九)f)+cos(2龙(/+九)r)]其屮，cos（2^XO称为载波，仁为载波频率，cos（2;r九/）称为单频调制信号，fo为调制止弦波信号频率，且满足「＞扎。山上式可见，所谓抑制载波单频调幅信号，就是2个正弦信号相乘，它有2个频率成分：和频力+九和弟频£-九，这2个频率成分关于载波频率fc对称。所以，1路抑制载波单频调幅信号的频谱图是关于载波频率fc对称的2根谱线，其中没有载频成分，故取名为抑制载波单频调幅信号。容易看出，图10.4.1屮三路调幅信号的载波频率分别为250H

5、z、500Hz、1000Hz。如果调制信号m(t)具有带限连续频谱,无直流成分，则s(/)=加⑴cos(2疋〃)就是一般的抑制载波调幅信号。其频谱图是关于载波频率匚对称的2个边带(上下边带)，在专业课通信原理中称为双边带抑制载波(DSB-SC)调幅信号，简称双边带(DSB)信号。如果调制信号m⑴有直流成分，则5(0=加⑴COS(27T々)就是一般的双边带调幅信号。其频谱图是关于载波频率化对称的2个边带(上下边带)，并包含载频成分。(3)编程序调用MATLAB滤波器设计函数ellipord和oilip分

6、别设计这三个椭圆滤波器，并绘图显示其幅频响应特性曲线。(4)调用滤波器实现函数fliter,用三个滤波器分别对信号产生函数mstg产牛的信号st进行滤波，分离出st中的三路不同载波频率的调幅信号yi(n).y2(n)^y3(n),并绘图显示yl(n)、y2(n)和y3(n)的时域波形,观察分离效果。三、信号产生函数ms堆清单functionst二mstg%产生信号序列向量st,并显示st的时域波形和频谱%st=mstg返冋三路调幅信号和加形成的混合信号，长度N=1600N=1600%N为信号st的长度

7、。Fs=10000;T=l/Fs;Tp=N*T;%釆样频率Fs二10kHz,Tp为采样时间t=O:T:(N-l)*T;k=O:N-l;f=k/Tp;fcl=Fs/10;fml=fcl/10;fc2=Fs/20;fm2=fc2/10;fc3二Fs/40;fm3=fc3/10;%笫1路调幅信号的载波频率fcl=1000Ilz,%第1路调幅信号的调制信号频率伽1二100Hz%第2路调幅信号的载波频率fc2=500Hz%第2路调幅信号的调制信号频率fm2=50Hz%第3路调幅信号的载波频率fc3=250Hz,

8、%笫3路调幅信号的调制信号频率仙3二2511Zxtl=cos(2*pi*fml*t).*cos(2*pi*fcl*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=xtl+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