数字信号处理实验六 IIR滤波器的设计.docVIP

学生实验报告 开课学院及实验室： 电子楼317 2013 年 05月 13 日 学院 机械与电气工程学院 年级、专业、班 姓名 学号 实验课程名称 数字信号处理实验 成绩 实验项目名称 实验六　IIR滤波器的设计 指导老师 一、实验目的 设计IIR滤波器，实现对存在加性干扰的时域离散信号进行滤波。 二、实验原理 已知带加性干扰的信号表示，，式中是有用的信号，是一个rad的带限信号。是一个干扰信号，其频谱分布在rad以上。要求设计一个巴特沃斯IIR数字滤波器对信号进行滤波，将干扰滤除。要求在所在的通带内滤波器幅度平坦，在0.2rad处幅度衰减不大于1dB，在噪声所在的rad以上的频带内滤波器幅度衰减大于等于40dB。 三、使用仪器、材料 1、硬件：计算机 2、软件：Matlab 四、实验步骤 1.　根据题目要求确定要设计的数字滤波器的技术指标； 2.　将上面的技术指标转换为巴特沃思模拟滤波器的技术指标； 3.　设计该模拟滤波器； 4.　用双线性变换法将设计的模拟滤波器转换为数字滤波器，要求求出该滤波器的系统函数； 5.　画出该滤波器的幅度特性曲线； 6.　根据1所确定的技术指标，调用MATLAB函数buttord和butter，直接设计数字滤波器，观察设计结果与上面用双线性变换的设计结果是否相同。 7.　滤波仿真：调用MATLAB工具箱函数filter对带加性干扰的信号(此信号由自己生成或由老师提供)进行滤波，观察滤波效果（绘制滤波信号前后的时域和频域波形）。 五、实验过程原始记录（数据、图表、计算等） 本次实验采用的带加性干扰的信号为（64个样值） x(n)=[-0.0289,0.3943,0.9965,1.1266,0.9995,1.0891,1.2262,1.0699,0.8990,0.7685,0.7844,0.9471,1.4317,1.6765,1.7629,-3.2903,3.4122,4.5403,-2.1667,-2.0584,4.6694,2.0368,-0.4864,0.1427,2.5652,-1.8980,-0.0527,-1.4730,2.7884,-6.4092,2.9084,-5.1428,1.5929,0.0014,-0.6010,-4.3059,-0.4518,1.9959,-3.3526,0.5745,-3.5487,0.5913,-0.2472,-1.5479,-2.4422,2.5066,-4.2421,-2.3588,3.8869,-3.9855,0.9583,-1.2164,3.7050,1.2411,-1.7249,0.9964,3.9695,1.3400,-3.5513,5.8552,-2.8092,2.6877,0.4444,3.5641]; ※用双线性变换法设计IIR数字滤波器的程序： %输入64个样值的带加性干扰的信号及其波形 x=[-0.0289,0.3943,0.9965,1.1266,0.9995,1.0891,1.2262,1.0699,0.8990,0.7685,0.7844,0.9471,1.4317,1.6765,1.7629,-3.2903,3.4122,4.5403,-2.1667,-2.0584,4.6694,2.0368,-0.4864,0.1427,2.5652,-1.8980,-0.0527,-1.4730,2.7884,-6.4092,2.9084,-5.1428,1.5929,0.0014,-0.6010,-4.3059,-0.4518,1.9959,-3.3526,0.5745,-3.5487,0.5913,-0.2472,-1.5479,-2.4422,2.5066,-4.2421,-2.3588,3.8869,-3.9855,0.9583,-1.2164,3.7050,1.2411,-1.7249,0.9964,3.9695,1.3400,-3.5513,5.8552,-2.8092,2.6877,0.4444,3.5641]; n=0:63; subplot(3,2,3); stem(n,x,.); axis([0 70 -10 10]); hold on; n=0:70; m=zeros(71); plot(n,m,r); xlabel(n); ylabel(x(n)); title(带加性干扰的信号x(n)); X=fft(x,256); subplot(3,2,4) k=0:255; plot(2*k/256,abs(X)) axis([0,2,0,60]); xlabel(k); ylabel(X(k)); title(带加性干扰的信号采样序列的频谱); %用双线性变