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信号分析与处理实验报告2

第一篇：信号分析与处理实验报告2信号分析与处理实验报告合肥工业大学电气与自动化工程学院实验报告专业班级学号姓名日期指导教师共页第页实验报告要求：1、实验内容为实验指导书实验三第2题、实验四第1题；2、实验报告包括四部分：实验原理、实验内容、实验程序、结果分析；分别占实验报告总成绩的20%，10%，30%，40%；3、实验程序及结果分析如有内容雷同，均不给分；4、实验结果的图形打印后贴在实验报告中，程序、分析内容手写。一.实验原理1．数字巴特沃思滤波器设计的详细内容见教材第4章，现将设计步骤归纳如下：A根据给定的频带指标，由双线性变换的频率关系，确定相应的模拟滤波器原型频带指标；B利用原型低通滤波器，选择合适的参数，设计出符合指标的模拟低通滤波器；C利用双线性变换，将所获得的模拟滤波器的s域表示转换为相应数字滤波器的z域表示，即它的系统函数，再利用IIR滤波器设计方案具体实现该滤波器。2.实验中用到的一些基本函数见教材第4.5.1节（与IIR数字滤波器设计相关MATLAB函数）。3.FIR数字滤波器设计的详细内容见教材第4章。(1)窗口法：窗口法设计FIR数字滤波器的步骤：A给出希望的滤波器频率响应函数Hjd(e)；B根据允许的过渡带宽度及阻带衰减确定所采用的窗函数和N值；C做Hd(ej)的逆傅里叶变换得hd(n)；D对hd(n)加窗处理得到有限长序列h(n)hd(n)w(n)E对h(n)做傅里叶变换得到频率响应H(ej)，用H(ej)作为Hjd(e)的逼近，并用给定的技术指标来检验。(2)切比雪夫一致逼近计算机辅助设计方法：用Remez算法实现FIR滤波器的等波纹逼近。详细内容教材第4.4.3节。4.实验中用到的一些基本函数见教材第第4.5.2节（与FIR数字滤波器设计相关MATLAB函数）。二．实验内容、实验程序及结果分析1.给定待设计的数字高通和带通滤波器的技术指标如下：(1)HP：fp400Hz，fs300Hz，Fs1000Hz，p3dB，s35dB。(2)BP：fsl200Hz，f1300Hz，f2400Hz，fsh500Hz，Fs2000Hz，p3dB，s40dB。试用双线性变换分别设计满足上述要求的巴特沃斯滤波器，给出其系统函数、对数幅频及相频曲线。（1）a)实验程序fp=400;fs=300;wp=0.8*pi;ws=0.6*pi;fs=1000;rp=3;rs=35;[n,wn]=buttord(wp/pi,ws/pi,rp,rs);[bz,az]=butter(n,wp/pi,'high');[h,w]=freqz(bz,az,256,fs);G=tf(bz,az)subplot(1,2,1);H=20*log10(abs(h))plot(w,H);xlabel('f');ylabel('|H|');title('幅频曲线')grid;subplot(1,2,2);pha=angle(h);plot(w,pha);xlabel('f');ylabel('angle');title('相频曲线')gridb)结果分析Transferfunction:0.0003405s^60.006811s^3+0.005108s^20.000299s^8+0.000598s^6-0.000598s^4+0.000299s^24.13s^9+10.82s^812.58s^3+5.865s^2.822s+0.35992.请选择合适的窗函数及N来设计一个线性相位低通滤波器Hejj,0cd(e)0,c要求其最小阻带衰减为－45dB，过渡带宽为8/51，(1)已知c0.5，求出h(n)并画出20lgH(ej)曲线。(2)保留原有轨迹，画出用满足所给条件的其他几种窗函数设计出的20lgH(ej)曲线。（1）a)实验程序N=50;wc=0.5*pi;window=boxcar(N+1);b1=fir1(N,0.5,window);M=128;h1=freqz(b1,1,M);t=0:50;subplot(2,1,1);stem(t,b1);holdon;plot(t,zeros(1,51));xlabel('n');ylabel('h(n)');title('h(n)')grid;subplot(2,1,2)f=0:0.5/M:0.5-0.5/M;H=20*log10(abs(h1));plot(f,H,'b-');xlabel('f');ylabel('20|H(e^(jw))|');title('20|H(e^(jw))|');grid;b)结果分析（2）a)实验程序N=50;wc=0.5*pi;window1=bo