吹管音樂濾波去噪使用雙線性變換法設(shè)計(jì)切比雪夫ii型濾波器-展示頁
2025-01-27 15:51本頁面
【正文】 v)將它賦值給某一向量，再對(duì)其進(jìn)行采樣,然后使用plot語句畫出相關(guān)的頻譜圖形。39。轉(zhuǎn)化格式為WAV格式，并調(diào)整為單聲道，采樣速率8kHz，8位碼的音頻格式。因此，在（213）式中我們說是被預(yù)疇變到的。（3）虛軸映射到單位圓是以一種一對(duì)一的方式進(jìn)行的，因此，在頻域不存在混疊現(xiàn)象。在（211）式的制約下的復(fù)平面映射如下圖所示。 雙線性變換法雙線性變換由下式定義： （211）這里T是一個(gè)參數(shù)。切比雪夫?yàn)V波器在過渡帶比巴特沃斯濾波器的衰減快，但頻率響應(yīng)的幅頻特性不如后者平坦。 切比雪夫II型濾波器切比雪夫?yàn)V波器是在通帶或阻帶上頻率響應(yīng)幅度等波紋波動(dòng)的濾波器。 模擬低通濾波器技術(shù)指標(biāo)要求由圖可見，必須滿足 （25） （26）參數(shù)和A是分別與以dB計(jì)的參數(shù)和有關(guān)的，這些關(guān)系是 （27） （28）波紋和的絕對(duì)標(biāo)尺是通過下式與和A有關(guān)的： 利用幅度平方響應(yīng)給出的模擬濾波器要求（21）和（22）式不包含任何相位信息。（3）結(jié)構(gòu)上存在著輸出到輸入的反饋，也就是結(jié)構(gòu)上是遞歸型的。與上述差分方程對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)為： (22)由傳遞函數(shù)可以發(fā)現(xiàn)無限長單位沖激響應(yīng)濾波器有如下特點(diǎn)：（1） 單位沖激響應(yīng)是無限長的。（3）研究并實(shí)行頻帶變換以便從數(shù)字低通濾波器得到其他數(shù)字濾波器。這種IIR濾波器設(shè)計(jì)的基本方法存在兩種途徑：設(shè)計(jì)模擬低通濾波器途徑1：實(shí)行濾波器變換S→Z實(shí)行頻帶變換 S → S 期望的IIR濾波器途徑2：設(shè)計(jì)模擬低通濾波器實(shí)行頻帶變換Z→Z實(shí)行濾波器變換S→Z 期望的IIR濾波器我們將研究途徑二的設(shè)計(jì)基本方法，在這種IIR濾波器設(shè)計(jì)方法將按下列步驟進(jìn)行：（1）設(shè)計(jì)模擬低通濾波器。然而，AFD表格僅對(duì)低通濾波器適用，而同時(shí)要得到設(shè)計(jì)其他頻率選擇性濾波器（高通、帶通、帶阻等等）。這一方法的優(yōu)勢在于各種模擬濾波器設(shè)計(jì)（AFD）表格和映射在文獻(xiàn)中普遍都能獲得。2 設(shè)計(jì)原理 在網(wǎng)站上下載一段吹管音樂，繪制波形并觀察其頻譜，給定相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)，用雙線性變換法設(shè)計(jì)的切比雪夫II 型IIR濾波器，對(duì)該吹管音樂進(jìn)行濾波去噪處理，比較濾波前后的波形和頻譜并進(jìn)行分析。具備庫函數(shù)資源豐富；語言精練，代碼靈活；面向?qū)ο?，控制功能?yōu)良；程序設(shè)計(jì)優(yōu)良，圖形功能強(qiáng)大；源代碼開放，形形色色工具箱等優(yōu)點(diǎn)，但是也有運(yùn)行速度慢，占內(nèi)存較大的缺點(diǎn)。（1）學(xué)會(huì) MATLAB 的使用，掌握 MATLAB 的程序設(shè)計(jì)方法；（2）濾波器指標(biāo)必須符合工程實(shí)際，根據(jù)模擬濾波器的性能指標(biāo)，確定數(shù)字濾波器指標(biāo)；（3）采用雙線性變換法，設(shè)計(jì)滿足上述性能指標(biāo)要求的ChebyshevII型數(shù)字低通濾波器；（4）設(shè)計(jì)完后應(yīng)檢查其頻率響應(yīng)曲線是否滿足指標(biāo)；（5）處理結(jié)果和分析結(jié)論應(yīng)該一致，而且應(yīng)符合理論；（6）獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)并按要求編寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告書；MATLAB是一種既可交互使用又能解釋執(zhí)行的計(jì)算機(jī)變成語言，可以用直觀的數(shù)學(xué)表達(dá)式來描述問題，從而避開繁瑣的底層編程，并且是解決工程技術(shù)問題的計(jì)算平臺(tái)?？删C合運(yùn)用這些知識(shí)解決一定的實(shí)際問題，使學(xué)生在所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力上以及分析問題、解決問題能力上得到一定的提高。本次使學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)理解的同時(shí)增強(qiáng)其邏輯思維的能力，另一方面對(duì)課堂教學(xué)中的理論知識(shí)做一個(gè)總結(jié)和補(bǔ)充。關(guān)鍵詞 課程設(shè)計(jì)；濾波去噪；IIR濾波器；雙線性變換法；1 引 言用酷狗音樂采集一段8000Hz，8bit的單聲道吹管音樂，繪制波形并觀察其頻譜，給定通帶截止頻率為2000Hz，阻帶截止頻率為2150Hz，通帶波紋為1dB，阻帶波紋為35dB，用雙線性變換法設(shè)計(jì)的一個(gè)滿足上述指標(biāo)的切比雪夫II型IIR濾波器，對(duì)該吹管音樂進(jìn)行濾波去噪處理。用酷狗音樂剪輯一段吹管音樂，并轉(zhuǎn)換為WAV格式，繪制波形并觀察其頻譜，給定相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)，用雙線性變換法設(shè)計(jì)的一個(gè)滿足指標(biāo)的切比雪夫II型IIR濾波器，對(duì)該語音信號(hào)進(jìn)行濾波去噪處理，比較濾波前后的波形和頻譜并進(jìn)行分析。鄒磊《吹管音樂濾波去噪—使用雙線性變換設(shè)計(jì)切比雪夫II型濾波器》第23頁 共23頁 吹管音樂濾波去噪——使用雙線性變換法設(shè)計(jì)切比雪夫II型濾波器學(xué)生姓名：鄒 磊 指導(dǎo)老師：胡雙紅摘 要 本課程設(shè)計(jì)的主要目的是設(shè)計(jì)一個(gè)切比雪夫II型濾波器，并對(duì)吹管音樂進(jìn)行濾波去噪。,設(shè)計(jì)方法為雙線性變換法。程序通過調(diào)試運(yùn)行，初步實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目標(biāo)，并且經(jīng)過適當(dāng)完善后，已達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 課程設(shè)計(jì)目的綜合運(yùn)用數(shù)字信號(hào)處理的理論知識(shí)進(jìn)行頻譜分析和濾波器設(shè)計(jì)，通過理論推導(dǎo)得出相應(yīng)結(jié)論，再利用 MATLAB 作為編程工具進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，從而加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，建立概念。熟悉和鞏固模擬濾波器的設(shè)計(jì)方法和原理 ，掌握雙線性變換方法切比雪夫?yàn)V波器設(shè)計(jì)方法 ，實(shí)現(xiàn)濾波器設(shè)計(jì)的有關(guān)經(jīng)典算法 ，熟練掌握使用MATLAB語言設(shè)計(jì)各種要求的數(shù)字濾波器 。同時(shí)通過課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，認(rèn)真的工作作風(fēng)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。它擁有豐富的函數(shù)資源和工具箱資源，MTLAB最大的特點(diǎn)就是簡潔開放的程序代碼和直觀實(shí)用的開發(fā)環(huán)境。MATLAB已經(jīng)成為國際上最流行的科學(xué)與工程計(jì)算軟件工具，現(xiàn)在的MATLAB已經(jīng)不僅僅是一個(gè)“矩陣實(shí)驗(yàn)室”了，它已經(jīng)成為一種具有廣泛應(yīng)用前景的全新的計(jì)算機(jī)高級(jí)語言，在國內(nèi)外高校和研究部門中正扮演重要角色。
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