[工學(xué)]數(shù)字信號(hào)處理第10章-資料下載頁(yè)
2025-10-10 00:00本頁(yè)面
【正文】 1)； plot(t， xt)； grid； xlabel(′t/s′)； ylabel(′x(t)′)； axis(［ 0， Tp/5， min(xt)， max(xt)］ )； title(′(a) 信號(hào)加噪聲波形 ′) subplot(3， 1， 2)； plot(f， abs(fst)/max(abs(fst)))； grid； title(′(b) 信號(hào)加噪聲的頻譜 ′) axis(［ 0， Fs/2， 0， ］ )； xlabel(′f/Hz′)； ylabel(′幅度 ′) 1. 濾波器參數(shù)選取 根據(jù) ③選擇濾波器指標(biāo)參數(shù)： 通帶截止頻率 fp=120 Hz， 阻帶截止頻率 fs=150 Hz。 代入采樣頻率 Fs=1000 Hz，換算成數(shù)字頻率， 通帶截止頻率 ωp=2πfpT= rad， 通帶最大衰減為 dB， 阻帶截止頻 ωs=2πfsT= rad， 阻帶最小衰減為 60 dB。 所以選取 blackman窗函數(shù)。 與信號(hào)產(chǎn)生函數(shù) xtg相同， 采樣頻率 Fs=1000 Hz 按照?qǐng)D 所示的程序框圖編寫(xiě)的實(shí)驗(yàn)程序?yàn)?。 2. 實(shí)驗(yàn)程序清單 %實(shí)驗(yàn)五程序 % FIR clear all； close all； %==調(diào)用 xtg產(chǎn)生信號(hào) xt， xt長(zhǎng)度 N=1000， 并顯示 xt及其頻譜， ======= N=1000； xt=xtg(N)； fp=120； fs=150； Rp=； As=60； Fs=1000； % % (1) wc=(fp+fs)/Fs； %理想低通濾波器截止頻率 (關(guān)于 pi歸一化） B=2*pi*(fsfp)/Fs； % Nb=ceil(11*pi/B)； %blackman窗的長(zhǎng)度 N hn=fir1(Nb－ 1， wc， blackman(Nb))； Hw=abs(fft(hn， 1024))； % ywt=fftfilt(hn， xt， N)； %調(diào)用函數(shù) fftfilt對(duì) xt %以下為用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)法的繪圖部分（濾波器損耗函數(shù)， 濾波器輸出信號(hào)波形） （ 省略） % (2) 用等波紋最佳逼近法設(shè)計(jì)濾波器 fb=［ fp， fs］； m=［ 1， 0］； % 確定 remezord函數(shù)所需參數(shù) f， m， dev dev=［ (10∧ (Rp/20)－ 1)/(10∧ (Rp/20)+1)， 10∧ (－ As/20)］； ［ Ne， fo， mo， W］ =remezord(fb， m， dev， Fs)； % 確定 remez hn=remez(Ne， fo， mo， W)； % 調(diào)用 remez函數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì) Hw=abs(fft(hn， 1024))； % yet=fftfilt(hn， xt， N)； % 調(diào)用函數(shù) fftfilt對(duì) xt %以下為用等波紋設(shè)計(jì)法的繪圖部分（濾波器損耗函數(shù)， 濾波器輸出信號(hào) ye(t)波形） %(省略 ) 實(shí)驗(yàn)程序運(yùn)行結(jié)果 用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)濾波器， 濾波器長(zhǎng)度 Nw=184。 濾波器損耗函數(shù)和濾波器輸出 yw(t)分別如圖 (a)和（ b）所示。 用等波紋最佳逼近法設(shè)計(jì)濾波器， 濾波器長(zhǎng)度 Ne=83。 濾波器損耗函數(shù)和濾波器輸出 ye(t)分別如圖 (c)和（ d） 所示。 兩種方法設(shè)計(jì)的濾波器都能有效地從噪聲中提取信號(hào)， 但等波紋最佳逼近法設(shè)計(jì)的濾波器階數(shù)低得多。 當(dāng)然， 濾波實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算量以及時(shí)延也小得多。 (1) 對(duì)于用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)線性相位低通濾波器的設(shè)計(jì)步驟， (2) 希望逼近的理想帶通濾波器的截止頻率 ωcl和 ωcu分 別為 s l p l s u p uc l c u, 22? ? ? ??????? (3) 解釋為什么對(duì)同樣的技術(shù)指標(biāo)， 用等波紋最佳逼近法設(shè)計(jì)的濾波器階數(shù)低？ 提示： ① 用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)的濾波器， 如果在阻帶截止頻率附近剛好滿足， 則離開(kāi)阻帶截止頻率越遠(yuǎn)， 阻帶衰減富裕量越大， 即存在資源浪費(fèi)； ② 幾種常用的典型窗函數(shù)的通帶最大衰減和阻帶最小衰減固定， 且差別較大， 又不能分別控制。 所以設(shè)計(jì)的濾波器的通帶最大衰減和阻帶最小衰減通常都存在較大富裕。 如本實(shí)驗(yàn)所選的 blackman窗函數(shù)， 其阻帶最小衰減為 74 dB， 而指標(biāo)僅為 60 dB。 ③ 用等波紋最佳逼近法設(shè)計(jì)的濾波器， 其通帶和阻帶均為等波紋特性， 且通帶最大衰減和阻帶最小衰減可以分別控制， 所以其指標(biāo)均勻分布， 沒(méi)有資源浪費(fèi)， 階數(shù)低得多。
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