实验三 基于simulink的通信系统仿真(DOC)

实验三基于simulink通信系统的仿真

一实验目的

1掌握simulink 仿真平台的应用。

2能对基本调制与解调系统进行仿真;

3 掌握数字滤波器的设计。

二、实验设备

计算机，Matlab软件

三数字滤波器设计

（1）、IIR数字滤波器设计

1、基于巴特沃斯法直接设计IIR数字滤波器

例５.1：设计一个10阶的带通巴特沃斯数字滤波器，带通频率为100Hz到200Hz，采样频率为1000Hz，绘出该滤波器的幅频于相频特性，以及其冲击响应图

clear all;

N=10;

Wn=[100 200]/500;

[b,a]=butter(N,Wn,’bandpass’);

freqz(b,a,128,1000)

figure(2)

[y,t]=impz(b,a,101);

stem(t,y)

2、基于切比雪夫法直接设计IIR数字滤波器

例5.2：设计一个切比雪夫Ⅰ型数字低通滤波器，要求：

Ws=200Hz,Wp=100Hz,Rp=3dB,Rs=30dB,Fs=1000Hz

clear all;

Wp=100;

Rp=3;

Ws=200;

Rs=30;

Fs=1000;

[N,Wn]=cheb1ord(Wp/(Fs/2),Ws/(Fs/2),Rp,Rs);

[b,a]=cheby1(N,Rp,Wn);

freqz(b,a,512,1000);

例5.3：设计一个切比雪夫Ⅱ型数字带通滤波器，要求带通范围100-250Hz，带阻上限为300Hz，下限为50Hz，通带内纹波小于3dB，阻带纹波为30 dB，抽样频率为1000 Hz，并利用最小的阶次实现。

clear all;

Wpl=100;

Wph=250;

Wp=[Wpl,Wph];

Rp=3;

Wsl=50;

Wsh=300;

Ws=[Wsl,Wsh];

Rs=30;

Fs=1000;

[N,Wn]=cheb2ord(Wp/(Fs/2),Ws/(Fs/2),Rp,Rs);

[b,a]=cheby2(N,Rp,Wn);

freqz(b,a,512,1000);

实验内容：1 设计一个数字信号处理系统，它的采样率为Fs＝100Hz，希望在该系统中设计一个Butterworth型高通数字滤波器，使其通带中允许的最小衰减为

0.5dB，阻带内的最小衰减为40dB，通带上限临界频率为30Hz，阻带下限临界频率为40Hz。

2 试设计一个带阻IIR数字滤波器，其具体的要求是：通带的截止频率：wp1＝650Hz、wp2＝850Hz；阻带的截止频率：ws1＝700Hz、ws2＝800Hz；通带内的最大衰减为rp

＝0.1dB ；阻带内的最小衰减为rs ＝50dB ；采样频率为Fs ＝2000Hz 。

（2）、FIR 数字滤波器设计

1、、在MATLAB 中产生窗函数十分简单： （1）矩形窗（Rectangle Window ）

调用格式：w=boxcar(n)，根据长度n 产生一个矩形窗w 。 （2）三角窗（Triangular Window ）

调用格式：w=triang(n) ，根据长度n 产生一个三角窗w 。 （3）汉宁窗（Hanning Window ）

调用格式：w=hanning(n) ，根据长度n 产生一个汉宁窗w 。 （4）海明窗（Hamming Window ）

调用格式：w=hamming(n) ，根据长度n 产生一个海明窗w 。 （5）布拉克曼窗（Blackman Window ）

调用格式：w=blackman(n) ，根据长度n 产生一个布拉克曼窗w 。 （6）恺撒窗（Kaiser Window ）

调用格式：w=kaiser(n,beta) ，根据长度n 和影响窗函数旁瓣的β参数产生一个恺撒窗w 。

2、基于窗函数的FIR 滤波器设计 利用MATLAB 提供的函数firl 来实现

调用格式：firl (n,Wn,’ftype’,Window)，n 为阶数、Wn 是截止频率（如果输入是形如[W1 W2]

的矢量时，本函数将设计带通滤波器，其通带为W1<ω

通-省略该参数、高通-ftype=high 、带阻-ftype=stop ）、Window 是窗函数。 例6.1： 设计一个长度为8 的线性相位FIR 滤波器。其理想幅频特性满足

1,00.4()0,j d H e else ωωπ

≤≤⎧=⎨

⎩

Window=boxcar(8); b=fir1(7,0.4,Window); freqz(b,1)

例6.2：设计线性相位带通滤波器，其长度N=15，上下边带截止频率分别为W1= 0.3π，w2=0.5

π

Window=blackman(16);

b=fir1(15,[0.3 0.5],Window);

freqz(b,1)

例6.3：MATLAB中的chirp.mat文件中存储信号ｙ的数据，该信号的大部分号能量集中在Fs/4（或二分之一奈奎斯特）以上，试设计一个34阶的FIR高通滤波器，滤除频率低于Fs/4的信号成分，其中滤波器的截止频率为0.48，阻带衰减为30dB，滤波器窗采用切比雪夫窗

clear all;

load chirp

window=chebwin(35,30);

b=fir1(34,0.48,’high’,window);

yfit=filter(b,1,y);

[Py,fy]=pburg(y,10,512,Fs);

[Pyfit,fyfit]=pburg(yfit,10,512,Fs);

plot(fy,10*log10(Py),’.’,fyfit, 10*log10(Pyfit));

grid on

ylabel(‘幅度(dB)’)

xlabel(‘频率(Hz’)

legend(‘滤波前的线性调频信号’, ‘滤波后的线性调频信号’)

实验内容：1用矩形窗设计线性相位FIR低通滤波器。该滤波器的通带截止频率wc=pi/4，单位脉冲响h(n)的长度M=21。并绘出h(n)及其幅度响应特性曲线。

2试用频率抽样法设计一个FIR低通滤波器，该滤波器的截止频率为0.5pi，频率抽样点数为33。