数字信号处理实验数字滤波器设计

大连理工大学实验报告

学院（系）：电信专业：生物医学工程

班级： ***1101

姓名： *** 学号： 201181*** 组：

___

实验时间：实验室：实验台：

指导教师签字：成绩：

实验三 FIR数字滤波器设计

一、实验程序

1. 分别用海宁窗和矩形窗设计一个N=10的FIR低通和高通

滤波器，截止频率。绘制出其幅频特性曲线和相频特性

曲线。作出各滤波器的单位脉冲响应。

低通滤波器设计：

clear;

clc

close all;

wc=1/3;

N=10;

b1=fir1(10,wc,boxcar(11));

[H1,w]=freqz(b1,1,512);

H1_db=20*log10(abs(H1));

figure;

subplot(121)

plot(w,abs(H1)); title('Rectangle窗的幅频特性曲线'); subplot(122)

plot(w,angle(H1)); grid on

title('Rectangle窗的相频特性曲线');

b2=fir1(10,wc,hanning(11));

[H2,w]=freqz(b2,1,512);

H2_db=20*log10(abs(H2));

figure

subplot(211);stem([0:10],b1);

title('矩形窗得到的FIR滤波器脉冲响应')

subplot(2,1,2); stem([0:10],b2);

title('汉宁窗得到的FIR滤波器脉冲响应')

figure

plot(w,H1_db,w,H2_db,'r--');

title('Frequency response')

legend('rectangular window', 'hanning window') grid on

figure;

subplot(121)

plot(w,abs(H2)); title('hanning窗的幅频特性曲线'); subplot(122)

plot(w,angle(H2)); grid on

title('hanning窗的相频特性曲线');

Image

Image

高通滤波器设计：

clear;

clc

close all;

wc=1/3;

N=10;

b1=fir1(10,wc,'high',boxcar(11));

[H1,w]=freqz(b1,1,512);

H1_db=20*log10(abs(H1));

figure;

subplot(121)

plot(w,abs(H1)); title('Rectangle窗的幅频特性曲线'); subplot(122)

plot(w,angle(H1)); grid on

title('Rectangle窗的相频特性曲线');

b2=fir1(10,wc,'high',hanning(11));

[H2,w]=freqz(b2,1,512);

H2_db=20*log10(abs(H2));

figure

subplot(211);stem([0:10],b1);

title('矩形窗得到的FIR滤波器脉冲响应')

subplot(2,1,2); stem([0:10],b2);

title('汉宁窗得到的FIR滤波器脉冲响应')

figure

plot(w,H1_db,w,H2_db,'r--');

title('Frequency response')

legend('rectangular window', 'hanning window') grid on

figure;

subplot(121)

plot(w,abs(H2)); title('hanning窗的幅频特性曲线'); subplot(122)

plot(w,angle(H2)); grid on

title('hanning窗的相频特性曲线');

Image

Image

Image

Image

IIR数字滤波器设计

1. 用双线性变换法设计一个巴特沃斯IIR低通数字滤波器。设计指标参数为：在通带内频率低于0.4*pi 时，最大衰减小于2dB ；在阻带内[0.6*pi, pi] 频率区间上，最小衰减大于15dB 。要求：

(1)用buttord，buttap，zp2tf，lp2lp，bilinear等指令实现

(2)用buttord，butter指令实现

% 方法一：用buttord，buttap，zp2tf，lp2lp，bilinear等指令实现

%求模拟滤波器参数，

clc;clear all; close all

Rp=2; Rs=15;

wp=0.2*pi; ws=0.3*pi;

Fs=1;

wap=2*Fs*tan(wp/2);was=2*Fs*tan(ws/2);

%选择滤波器的最小阶数

[N,Wn]=buttord(wap,was,Rp,Rs,'s');

%创建butterworth模拟滤波器

[Z,P,K]=buttap(N);

%把滤波器零极点模型转化为传递函数模型

[Bap,Aap]=zp2tf(Z,P,K);

%把模拟滤波器原型转换成截至频率为Wn的低通滤波器

[b,a]=lp2lp(Bap,Aap,Wn);