【導(dǎo)讀】的研究來鞏固和掌握數(shù)字信號(hào)處理的基本能力十分具有代表性。離不開濾波器，因此濾波器的設(shè)計(jì)在信號(hào)處理中占有極其重要的地位。MATLAB軟件工具箱提供了對(duì)各種數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)。通過理論推導(dǎo)得出相應(yīng)的結(jié)論，再通過利用MATLAB作為編程工具來進(jìn)行。計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)比價(jià)已驗(yàn)證推導(dǎo)出來的結(jié)論。器和IIR數(shù)字濾波器來完成濾波處理。在設(shè)計(jì)過程中，運(yùn)用了MATLAB對(duì)整個(gè)。設(shè)計(jì)中的圖形的繪制和一些數(shù)據(jù)的計(jì)算以及仿真。數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的基本原理....

　　

【正文】 昌信，曹麗娜 .通信原理 [M].北京：國防工業(yè)出版社， 2020. [15］姚天任 .數(shù)字語音處理 [M].武漢：華中科技大 學(xué)出版社， 2020. 附錄 1 Ft=8000。 Fp=1000。 成都理工大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 Fs=1200。 wp=2*Fp/Ft。 ws=2*Fs/Ft。 rp=1。 rs=50。 p=110.^(rp/20)。 %通帶阻帶波紋 s=10.^(rs/20)。 fpts=[wp ws]。 mag=[1 0]。 dev=[p s]。 [n21,wn21,beta,ftype]=kaiserord(fpts,mag,dev)。%kaiserord 求階數(shù)截止頻率 b21=fir1(n21,wn21,Kaiser(n21+1,beta))。 %由 fir1 設(shè)計(jì)濾波器 [h,w]=freqz(b21,1)。 %得到頻率響應(yīng) plot(w/pi,abs(h))。 title(39。FIR 低通濾波器 39。)。 附錄 2 Ft=8001。 Fp=4000。 Fs=3500。 wp=2*Fp/Ft。 ws=2*Fs/Ft。 rp=1。 rs=50。 p=110.^(rp/20)。 %通帶阻帶波紋 s=10.^(rs/20)。 fpts=[ws wp]。 mag=[0 1]。 dev=[p s]。 [n23,wn23,beta,ftype]=kaiserord(fpts,mag,dev)。 b23=fir1(n23,wn23,39。high39。,Kaiser(n23+1,beta))。 %由 fir1 設(shè)計(jì)濾波器 [h,w]=freqz(b23,1)。 %得到頻率響應(yīng) plot(w*12020*,abs(h))。 title(39。FIR 高通濾波器 39。)。 axis([3000 6000 0 ])。 附錄 3 Ft=8000。 Fp=1000。 Fs=1200。 wp=2*pi*Fp/Ft。 ws=2*pi*Fs/Ft。 fp=2*Ft*tan(wp/2)。 fs=2*Fs*tan(wp/2)。 [n11,wn11]=buttord(wp,ws,1,50,39。s39。)。 %求低通濾波器的階數(shù)和截止頻率 [b11,a11]=butter(n11,wn11,39。s39。)。 %求 S 域的頻率響應(yīng)的參數(shù) 成都理工大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 [num11,den11]=bilinear(b11,a11,)。 %雙 線性變換實(shí)現(xiàn) S 域到 Z 域的變換 [h,w]=freqz(num11,den11)。 %根據(jù)參數(shù)求出頻率響應(yīng) plot(w*8000*,abs(h))。 title(39。IIR 低通濾波器 39。)。 legend(39。用 butter 設(shè)計(jì) 39。)。 grid。 附錄 4 Ft=8000。 Fp=4000。 Fs=3500。 wp1=tan(pi*Fp/Ft)。 %高通到低通濾波器參數(shù)轉(zhuǎn)換 ws1=tan(pi*Fs/Ft)。 wp=1。 ws=wp1*wp/ws1。 [n13,wn13]=cheb1ord(wp,ws,1,50,39。s39。)。 %求模擬的低通濾波器階數(shù)和截止頻 [b13,a13]=cheby1(n13,1,wn13,39。s39。)。 %求 S 域的頻率響應(yīng)的參數(shù) [num,den]=lp2hp(b13,a13,wn13)。 %將 S 域低通參數(shù)轉(zhuǎn)為高通的 [num13,den13]=bilinear(num,den,)。 %利用雙線性變換實(shí)現(xiàn) S域到 Z域轉(zhuǎn) [h,w]=freqz(num13,den13)。 plot(w*21000*,abs(h))。 title(39。IIR 高通濾波器 39。)。 legend(用 cheby1 設(shè)計(jì) 39。)。 附錄 5 [y,fs,bits]=wavread(39。39。)。 sound(y,fs) n=length(y) y_p=fft(y,n)。 f=fs*(0:n/21)/n。 figure(1) subplot(2,1,1)。 plot(y)。 title(39。原始語音信號(hào)采樣后時(shí)域波形 39。)。 xlabel(39。時(shí)間軸 39。) ylabel(39。幅值 A39。) subplot(2,1,2)。 plot(f,abs(y_p(1:n/2)))。 title(39。原始語音信號(hào)采樣后的頻譜圖 39。)。 xlabel(39。頻率 Hz39。)。 ylabel(39。頻率幅值 39。)。 noise=1*sin(2*pi*3000*n)。 y_z=y+noise。 sound(y_z,fs) L=length(y_z)。 y_zp=fft(y_z,L)。 成都理工大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 f=fs*(0:L/21)/L。 figure(2) subplot(2,1,1)。 plot(y_z)。 title(39。加噪語音信號(hào)時(shí)域波形 39。)。 xlabel(39。時(shí)間軸 39。) ylabel(39。幅值 A39。) subplot(2,1,2)。 plot(f,abs(y_zp(1:L/2)))。 title(39。加噪語音信號(hào)頻譜圖 39。)。 xlabel(39。頻率 Hz39。)。 ylabel(39。頻率幅值 39。)。 附錄 6 [y,fs,bits]=wavread(39。39。)。 sound(y,fs) n=length(y) y_p=fft(y,n)。 f=fs*(0:n/21)/n。 figure(1) subplot(2,1,1)。 plot(y)。 title(39。原始語音信號(hào)采樣后的時(shí) 域波形 39。)。 xlabel(39。時(shí)間軸 39。) ylabel(39。幅值 A39。) subplot(2,1,2)。 plot(f,abs(y_p(1:n/2)))。 title(39。原始語音信號(hào)采樣后的頻譜圖 39。)。 xlabel(39。頻率 Hz39。)。 ylabel(39。頻率幅值 39。)。 L=length(y) noise=*randn(L,2)。 y_z=y+noise。 sound(y_z,fs) n=length(y)。 y_zp=fft(y_z,n)。 f=fs*(0:n/21)/n。 figure(2) subplot(2,1,1)。 plot(y_z)。 title(39。加噪語音信號(hào)時(shí)域波形 39。)。 xlabel(39。時(shí)間軸 39。) ylabel(39。幅值 A39。) subplot(2,1,2)。 plot(f,abs(y_zp(1:n/2)))。 成都理工大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 title(39。加噪語音信號(hào)頻譜圖 39。)。 xlabel(39。頻率 Hz39。)。 ylabel(39。頻率幅值 39。)。 附錄 7 [y,fs,bits]=wavread(39。39。)。 sound(y,fs) n=length(y) y_p=fft(y,n)。 f=fs*(0:n/21)/n。 figure(1) subplot(2,1,1)。 plot(y)。 title(39。原始語音信號(hào)采樣后的時(shí)域波形 39。)。 xlabel(39。時(shí)間軸 39。) ylabel(39。幅值 A39。) subplot(2,1,2)。 plot(f,abs(y_p(1:n/2)))。 title(39。原始語音信號(hào)采樣后的頻譜圖 39。)。 xlabel(39。頻率 Hz39。)。 ylabel(39。頻率幅值 39。)。 L=length(y) noise=*randn(L,2)。 y_z=y+noise。 sound(y_z,fs) n=length(y)。 y_zp=fft(y_z,n)。 f=fs*(0:n/21)/n。 figure(2) subplot(2,1,1)。 plot(y_z)。 title(39。加噪語音信號(hào)時(shí)域波形 39。)。 xlabel(39。時(shí)間軸 39。) ylabel(39。幅值 A39。) subplot(2,1,2)。 plot(f,abs(y_zp(1:n/2)))。 title(39。加噪語音信號(hào)頻譜圖 39。)。 xlabel(39。頻率 Hz39。)。 ylabel(39。頻率幅值 39。)。 Ft=5000。 Fp=1000。 Fs=1200。 wp=2*Fp/Ft。 ws=2*Fs/Ft。 成都理工大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 rp=1。 rs=50。 p=110.^(rp/20)。 s=10.^(rs/20)。 fpts=[wp ws]。 mag=[1 0]。 dev=[p s]。 [n21,wn21,beta,ftype]=kaiserord(fpts,mag,dev)。 b21=fir1(n21,wn21,Kaiser(n21+1,beta))。 [h,w]=freqz(b21,1)。 plot(w/pi,abs(h))。 title(39。FIR低通濾波器 39。)。 x=fftfilt(b21,y_z)。 X=fft(x,n)。 figure(4)。 subplot(2,2,1)。plot(f,abs(y_zp(1:n/2)))。 title(39。濾波前信號(hào)的頻譜 39。)。 subplot(2,2,2)。plot(f,abs(X(1:n/2)))。 title(39。濾波后信號(hào)的頻譜 39。)。 subplot(2,2,3)。plot(y_z)。 title(39。濾波前信號(hào)的時(shí)域波形 39。) subplot(2,2,4)。plot(x)。 title(39。濾波后信號(hào)的時(shí)域波形 39。) sound(x,fs,bits) 附錄 8 Ft=8000。 Fp=1000。 Fs=1200。 wp=2*pi*Fp/Ft。 ws=2*pi*Fs/Ft。 fp=2*Ft*tan(wp/2)。 fs=2*Fs*tan(wp/2)。 [n11,wn11]=buttord(wp,ws,1,50,39。s39。)。 %求低通濾波器的階數(shù)和截止頻率 [b11,a11]=butter(n11,wn11,39。s39。)。 %求 S 域的頻率響應(yīng)的參數(shù) [num11,den11]=bilinear(b11,a11,)。 %雙線性變換實(shí)現(xiàn) S 域到 Z 域的變換 [h,w]=freqz(num11,den11)。 %根據(jù)參數(shù)求出頻率響應(yīng) plot(w*8000*,abs(h))。 legend(39。用 butter 設(shè)計(jì) 39。)。 grid。 [y,fs,nbits]=wavread (39。39。)。 n = length (y) 。 %求出語音信號(hào)的長(zhǎng)度 noise=*randn(n,2)。 %隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生噪聲 s=y+noise。 %語音信號(hào)加入噪聲 S=fft(s)。 %傅里葉變換 成都理工大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 z11=filter(num11,den11,s)。 sound(z11)。 m11=fft(z11)。 %求濾波后的信號(hào) subplot(2,2,1)。 plot(abs(S),39。g39。)。 title(39。濾波前信號(hào)的頻譜 39。)。 grid。 subplot(2,2,2)。 plot(abs(m11),39。r39。)。 title(39。濾波后信號(hào)的頻譜 39。)。 grid。 subplot(2,2,3)。 plot(s)。 title(39。濾波前信號(hào)的波形 39。)。 grid。 subplot(2,2,4)。 plot(z11)。 title(39。濾波后的信號(hào)波形 39。)。