武汉科技大学《数字信号处理》实验报告三.docVIP

信息科学与工程学院《数字信号处理》实验报告三 专业班级 姓 名 学 号 实验时间 2013年12月 5日 指导教师 陈华丽 成 绩 实验名称 实验三 模拟滤波器及IIR数字滤波器的设计 实验内容 模拟滤波器的设计 设计一个巴特沃斯模拟低通滤波器，以满足：通带截止频率，通带最大衰减，阻带截止频率，阻带最小衰减。要求绘出滤波器的幅频特性曲线。（幅度用分贝值表示） 设计一个巴特沃斯模拟高通滤波器，以满足：通带截止频率，通带最大衰减，阻带截止频率，阻带最小衰减。要求绘出滤波器的幅频特性曲线。（幅度用分贝值表示） 设计一个巴特沃斯模拟带通滤波器，以满足：通带范围为10Hz～25Hz，阻带截止频率分别为5Hz、30Hz，通带最大衰减为3dB，阻带最小衰减为30dB。要求绘出滤波器的幅频特性曲线。（幅度用分贝值表示） 设计一个巴特沃斯模拟带阻滤波器，以满足：通带截止频率分别为10HZ、35HZ，阻带截止频率分别为15HZ、30HZ，通带最大衰减为3dB，阻带最小衰减为30dB。要求绘出滤波器的幅频特性曲线。（幅度用分贝值表示） 提示： 在巴特沃斯模拟滤波器设计中常用的Matlab函数有： ① [N,Wn]=buttord(Wp,Ws,Rp,Rs,s) 其中，参数Wp和Ws分别是通带边界频率和阻带边界频率，Wp和Ws的单位是rad/s。Rp和Rs分别为通带最大衰减和阻带最小衰减（dB）。返回的参数N和Wn分别为滤波器的阶数和3dB截止频率。对于带通和带阻滤波器，Wp和Ws都是二维向量，向量的第一个元素对应低端的边界频率，第二个元素对应高端的边界频率。 ② [B,A]=butter(N,Wn,s) 其中，N和Wn分别为滤波器的阶数和3dB截止频率。利用此函数可以获得低通和带通滤波器系统函数的分子多项式（B）和分母多项式（A）的系数。 实验内容 [B,A]=butter(N,Wn,high,s) 可以获得高通滤波器系统函数的分子多项式（B）和分母多项式（A）的系数。 [B,A]=butter(N,Wn,stop,s) 可以获得带阻滤波器系统函数的分子多项式（B）和分母多项式（A）的系数。 利用freqs函数计算模拟滤波器的频率响应： H=freqs(B,A,w) 其中，B和A分别表示滤波器系统函数的分子多项式和分母多项式的系数。该函数返回矢量w指定的那些频率点上的频率响应，w的单位是rad/s。不带输出变量的freqs函数，将绘制出幅频和相频曲线。\ 1. Wp=2*pi*5; Ws=2*pi*12; Rp=2; Rs=30; [N,Wn]=buttord(Wp,Ws,Rp,Rs,s); [B,A]=butter(N,Wn,s); W=0:300; h=freqs(B,A,W); H=20*log10(abs(h)); plot(W,H); title(巴特沃斯低通滤波器的幅频特性); xlabel(频率/Hz); ylabel(幅度/dB); 2. Wp=2*pi*20; Ws=2*pi*10; Rp=3; Rs=15; [N,Wn]=buttord(Wp,Ws,Rp,Rs,s); [B,A]=butter(N,Wn,high,s); W=0:250; h=freqs(B,A,W); H=20*log10(abs(h)); plot(W,H); title(巴特沃斯高通滤波器的幅频特性); 实验内容 xlabel(频率/Hz); ylabel(幅度/dB); 3. Wp=[2*pi*10,2*pi*25]; Ws=[2*pi*5,2*pi*30]; Rp=3; Rs=30; [N,Wn]=buttord(Wp,Ws,Rp,Rs,s); [B,A]=butter(N,Wn,s); W=0:800; h=freqs(B,A,W); H=20*log10(abs(h)); plot(W,H); title(巴特沃斯带通滤波器的幅频特性); xlabel(频率/Hz); ylabel(幅度/dB); 4. Wp=[2*pi*10,2*pi*35]; Ws=[2*pi*15,2*pi*30]; Rp=3; Rs=30; [N,Wn]=buttord(Wp,Ws,Rp,Rs,s); [B,A]=butter(N,Wn,stop,s); W=0:300; h=freqs(B,A,W); H=20*log10(abs(h)); plot(W,H); title(巴特沃斯带阻滤波器的幅频特性); xlabel(频率/Hz); ylabel(幅度/dB); 用脉冲响应不变法和双线