有限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器設(shè)計實驗報告-資料下載頁
2025-02-04 08:30本頁面
【導(dǎo)讀】疊，其幅度譜如題19圖所示。要求設(shè)計數(shù)字濾波器,將干擾濾除，性價比最高的FIR和IIR兩種濾波器進行濾除干擾。特性、相頻特性和階數(shù)。位特性存在非線性失真，F(xiàn)IR具有線性相位特性。要求希望逼近的理想低通濾波器通帶截止頻率ωc=π/4rad，分別選用矩形窗、Hanning窗、Hamming窗和
【正文】 3） 與第 6 章作業(yè) 2 的 IIR 濾波方法進行比較研究。 一、低通濾波器部分： (1)matlab 代碼： Fs=3800。 fp=130。fs=600。rs=50。 wp=2*pi*fp/Fs。ws=2*pi*fs/Fs。 Bt=wswp。 alph=*(rs21)^+*(rs21)。 N=ceil((rs8)/)。 wc=(wp+ws)/2/pi。 hn=fir1(N,wc,kaiser(N+1,alph))。 M=1024。 Hk=fft(hn,M)。 k=0:M/21。 wk=(2*pi/M)*k。 wp2=2*fp/Fs。ws2=2*fs/Fs。 Rp=2。As=50。 [N1,wp1]=ellipord(wp2,ws2,Rp,As)。 [B,A]=ellip(N1,Rp,As,wp1) [Hk1,wk1]=freqz(B,A)。 mag=abs(Hk1)。pah=angle(Hk1)。 plot(wk1/pi,20*log10(mag))。grid on hold on plot(wk/pi,20*log10(abs(Hk(k+1))),39。:39。,39。linewidth39。,3)。grid on hold off xlabel(39。w/\pi39。)。ylabel(39。幅度 /dB39。) title(39。損耗函數(shù)曲線 39。)。 legend(39。IIR39。,39。FIR39。)。 figure(2) plot(wk1/pi,pah/pi)。grid on hold on plot(wk/pi,angle(Hk(k+1))/pi,39。:39。,39。linewidth39。,3)。grid on hold off xlabel(39。w/\pi39。)。ylabel(39。相位 /\pi39。)。 title(39。相頻特性曲線 39。)。 legend(39。IIR39。,39。FIR39。)。 (2)兩種濾波器的損耗函數(shù)、相頻特性的比較圖見圖 2 24： 圖 23 損耗函數(shù)比較圖 圖 24 相頻特性比較圖 (3)IIR 濾波器的階數(shù)： N1=3 FIR 濾波器的階數(shù)： N=17 二、高通濾波器部分： (1)matlab 代碼： T=。 Fs=3800。 fp=600。fs=100。 wp=2*pi*fp/Fs。ws=2*pi*fs/Fs。 datB=wpws。wc=wp。 m=1。 N=ceil((m+1)*2*pi/datB+1)。 N=N+mod(N+1,2)。 Np=fix(wc/(2*pi/N))。Ns=N2*Np1。 Ak=[zeros(1,Np+1),ones(1,Ns),zeros(1,Np)]。 Ak(Np+2)=T。Ak(NNp)=T。 thetak=pi*(N1)*(0:N1)/N。 Hk=Ak.*exp(1j*thetak)。 hn=real(ifft(Hk))。 M=1024。 Hk=fft(hn,M)。 k=0:M/21。 wk=(2*pi/M)*k。 wp2=2*fp/Fs。ws2=2*fs/Fs。 Rp=2。As=50。 [N1,wp1]=ellipord(wp2,ws2,Rp,As)。 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 1 2 0 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0020w/ ?幅度/dB損耗函數(shù)曲線 IIRF IR0 1 2 3 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 11 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 200 . 20 . 40 . 60 . 81w/ ?相位/?相頻特性曲線 IIRF IR[B,A]=ellip(N1,Rp,As,wp1,39。high39。) [Hk1,wk1]=freqz(B,A)。 mag=abs(Hk1)。pah=angle(Hk1)。 plot(wk1/pi,20*log10(mag))。grid on hold on plot(wk/pi,20*log10(abs(Hk(k+1))),39。:39。,39。linewidth39。,3)。grid on hold off xlabel(39。w/\pi39。)。ylabel(39。幅度 /dB39。) title(39。損耗函數(shù)曲線 39。)。 legend(39。IIR39。,39。FIR39。)。 figure(2) plot(wk1/pi,pah/pi)。grid on hold on plot(wk/pi,angle(Hk(k+1))/pi,39。:39。,39。linewidth39。,3)。grid on hold off xlabel(39。w/\pi39。)。ylabel(39。相位 /\pi39。)。 title(39。相頻特性曲線 39。)。 legend(39。IIR39。,39。FIR39。)。 (3)兩種濾波器的損耗函數(shù)、相頻特性的比較圖見圖 2 26： 圖 25 損耗函數(shù)比較圖 圖 26 相頻特性比較圖 (4)IIR 濾波器的階數(shù)： N1=3 FIR 濾波器的階數(shù)： N=24 三、 比較結(jié)果分析： 在相同的濾波器幅頻特性指標下， FIR 濾波器的階數(shù)都要0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 1 2 0 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0020w/ ?幅度/dB損耗函數(shù)曲線 IIRF IR0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 11 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 200 . 20 . 40 . 60 . 81w/ ?相位/?相頻特性曲線 IIRF I R比 IIR 高 5~10 倍，設(shè)計成本較高，信號延時比較大。 IIR 濾波器可用較低的階數(shù)獲取較高的選擇性，效率比較高，但 FIR 濾波器只能用較高的階數(shù)達到較高的選擇性，效率較低。從圖 2 26看來， IIR 濾波器的的相位是非 線性的，其處理后的信號存在嚴重的相位失真。但 FIR 濾波器是嚴格的線性相位，其處理后的信號不存在相位失真。 參考文獻 [1]、高西全 ,丁玉美 .數(shù)字信號處理 (第三版 ).西安電子科技大學(xué)出版社 .2021 年 8 月 [2]、劉樹棠 [譯 ].數(shù)字信號處理 (MATLAB 版 )(第二版 ).西安交通大學(xué)出版社 .2021 年 1 月
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