【正文】 班級 11 級 3 班年1月日2014 6一、實驗?zāi)康牧私獍吞匚炙狗椒ㄕ莆彰}沖響應(yīng)不變法設(shè)計數(shù)字低通濾波器熟悉各種濾波器特點二、實驗原理脈沖不變法原理脈沖響應(yīng)不變法是實現(xiàn)模擬濾波器數(shù)字化的一種直觀而常用的方法。它特別適合于對濾波器的時域特性有一定要求的場合。令h(n)= ha(nT)，T為采樣間隔。一個模擬濾波器的傳遞函數(shù)可以用有理分式表達式表示為：M01MNaN01a+as+...+as H(s)=++...+bbsbs通過反拉普拉斯變換我們就可以得到它的沖激相應(yīng)：h(t)=L[Ha1a(s)]脈沖響應(yīng)不變法就是要保證脈沖響應(yīng)不變，即：h(n)=ha(nT)對上式的沖激相應(yīng)序列h(n)作Z變換，就可以得到數(shù)字濾波器的傳遞函數(shù)：H(z)=ZT[ha(nT)]一般來說，H(s)的分母多項式階次總是大于分子多項式的階次。i=1NAssii式中si，Ai均為復(fù)數(shù)，si是H(s)的極點。Aiei=(n)一般來說，Ha(s)的分母多項式階次總是大于分子多項式的階次。229。a(s+j2pK)T按照z=eST的關(guān)系，每一個s平面上寬度為2p/T的水平條帶將重迭映射到z平面上。對于高采樣頻率(T小)的情況，數(shù)字濾波器在頻域可能有極高的增益。TAiSIT11ezi=1NINh(n)=Tha(nT)=229。同時，它可以保持脈沖響應(yīng)不變，h(t)=ha(nT)。雙線性變換法設(shè)計數(shù)字濾波器原理將S平面jW軸壓縮變換到s1平面jW軸上的p/T到p/T一段，可以采用以下變換關(guān)系：230。 W=tan231。232。W1=177。165。WT246。1247。2248。三、實驗內(nèi)容 518題用脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計一個三階巴特沃思數(shù)字低通濾波器，截止頻率fc=1kHz，設(shè)采樣頻率fs=。wc=2*pi*1000。s39。[num,den]=impinvar(B,A,fs)。f=*fs*w/pi。39。grid。以HZ為單位的頻率39。ylabel(39。)。巴特沃斯低通濾波器39。圖一、實驗1仿真結(jié)果圖 520題用雙曲線變換法設(shè)計一個滿足下面指標(biāo)的數(shù)字帶阻巴特沃思濾波器；通帶上下邊帶各為095Hz和105500Hz，通帶波動3dB,阻帶為99101Hz，阻帶衰減13dB，取樣頻率為1kHz。Rs=13。fp1=95。fs1=99。wp1=2*pi*fp1*T。ws1=2*pi*fs1*T。wp3=(2/T)*tan(wp1/2)。ws3=(2/T)*tan(ws1/2)。wp=[wp3,wp4]。[n,wn]=buttord(wp,ws,Rp,Rs,39。)。[b,a]=zp2tf(z,p,k)。Bw=wp4wp3。[bz,az]=bilinear(b1,a1,1/T)。plot(w/pi/T/2,db)。以HZ為單位的頻率39。ylabel(39。)。帶阻巴特沃斯濾波器39。subplot(2,1,2)。gridxlabel(39。)。對數(shù)幅度/db39。title(39。)。②先進行雙線性變換，將模擬低通原型濾波器變換成數(shù)字低通濾波器；然后在Z域內(nèi)經(jīng)數(shù)字頻率變換為所需類型的數(shù)字濾波器。因為高通，帶通濾波器的設(shè)計方法是先將要設(shè)計的濾波器的技術(shù)特性指標(biāo)通過頻率轉(zhuǎn)換成模擬低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)，再根據(jù)這些性能指標(biāo)設(shè)計出低通濾波器的傳遞函數(shù)，為了設(shè)計程序的簡潔，故選擇了方案一。②一個線性是不變系統(tǒng)的典型表達式有狀態(tài)空間型、傳遞函數(shù)型、零極增益型、極點留數(shù)型共四種，在開始的設(shè)計過程中我發(fā)現(xiàn)在把零極點增益型向傳遞函數(shù)型的轉(zhuǎn)換過程中多用了一步，即先把零極點增益型轉(zhuǎn)換為狀態(tài)空間型，進行相應(yīng)的頻率變換和雙線性變換后，再由狀態(tài)空間型轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)型，進而繪制出其頻率響應(yīng)圖，但是經(jīng)仿真分析后發(fā)現(xiàn)，性能并不理想，所以并沒有采用。定義程序如下: %freqz的修正函數(shù) 產(chǎn)生以絕對值的幅度響應(yīng)以及相對dB標(biāo)尺的幅度響應(yīng)，相位響應(yīng)和群時延響應(yīng) %% db = relative magnitude in dB puted over 0 to pi radians % mag = absolute magnitude puted over 0 to pi radians % pha = phase response in radians over 0 to pi radians % grd = group delay over 0 to pi radians % w = 501 frequency samples between 0 to pi radians % b = numerator polynomial of H(z)(for FIR : b=h)% a = denominator polynomial of H(z)(for FIR :a=[1])%[Hh,w] =freqz(b,a,1000,39。)。w =(w(1:1:500))39。db =20*log10((mag+eps)/max(mag))。grd =grpdelay(b,a,w)。本次用雙線性變換法和脈沖響應(yīng)不變法對巴特沃斯低通、帶阻濾波器的設(shè)計，要求我能夠用所學(xué)理論知識對巴特沃斯低通通濾波器進行設(shè)計，并能夠?qū)υO(shè)計的濾波器的頻率特性進行分析。總的來說，這次課程設(shè)計讓我對MATLAB有了更深刻的了解，對數(shù)字濾波器的設(shè)計流程有了大致的了解，掌握了一些設(shè)計濾波器的基本方法，提高了理論用于實踐的能力，掌握了更多專業(yè)相關(guān)的使用知識與技能。最后祝老師寒假愉快！第二篇：dsp作業(yè).c圖實驗二define UINT unsigned int UINT i,*p,*n。for(i=0。p++。第三篇：DSP大作業(yè)無限沖激響應(yīng)濾波器（IIR）算法姓名:張曉 指導(dǎo)老師：陳恩慶 專業(yè)名稱：通信 學(xué)號：201024604342014年3月18日無限沖激響應(yīng)濾波器（IIR）算法摘要：21世紀(jì)是數(shù)字化的時代，隨著信息處理技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號處理技術(shù)逐漸發(fā)展成為一門主流技術(shù)。這些優(yōu)勢決定數(shù)字濾波器的應(yīng)用越來越廣泛。本課題通過軟件設(shè)計IIR數(shù)字濾波器，并對所設(shè)計的濾波器進行仿真：應(yīng)用DSP集成開發(fā)環(huán)境—CCS調(diào)試程序，用TMS320F2812實現(xiàn)IIR數(shù)字濾波。應(yīng)用DSP集成開發(fā)環(huán)境調(diào)試程序，用TMS320F2812來實現(xiàn)IIR數(shù)字濾波。關(guān)鍵詞：數(shù)字濾波器；DSP；TMS320F2812；無限沖激響應(yīng)濾波器（IIR）。數(shù)字信號處理由于運算速度快，具有可編程的特性和接口靈活的特點，使得它在許多電子產(chǎn)品的研制、開發(fā)和應(yīng)用中，發(fā)揮著重要的作用。在數(shù)字信號處理中，數(shù)字濾波占有極其重要的地位。在許多信號處理應(yīng)用中用數(shù)字濾波器替代模擬濾波器具有許多優(yōu)勢。用DSP芯片實現(xiàn)數(shù)字濾波除具有穩(wěn)定性好、精度高、不受環(huán)境影響外，還具有靈活性好的特點。原理：1． 無限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器的基礎(chǔ)理論。設(shè)計過程是：按照數(shù)字濾波器技術(shù)指標(biāo)要求一個過渡模擬低通濾波器Ha(s)，再按照一定的轉(zhuǎn)換關(guān)系將Ha(s)轉(zhuǎn)換成數(shù)字低通濾波器函數(shù)H(z)。將系統(tǒng)函數(shù)Ha(s)從s平面轉(zhuǎn)換到z平面的方法有多種，但工程上常用的是脈沖響應(yīng)不變法和雙線性變換法。通過采用非線性頻率壓縮的方法，將整個模擬頻率軸壓縮到177。設(shè)Ha(s)，s=jW，經(jīng)過非線性頻率壓縮后用Ha(s1)，S1=jW1表示，這里用正切變換實現(xiàn)頻率壓縮： W=21tan(W1T)T2由上式得到： p/T之間的轉(zhuǎn)換。21ejWT1 jW= T1+ejWT1代人s=jW，S1=jW1，得到：21es1T S=T1+es1T再通過z=e1從S1平面轉(zhuǎn)換到Z平面得到 sT21z1 S=T1+z12+sT z=2sT上面兩式即稱為雙線性變換。3．?dāng)?shù)字濾波器系數(shù)的確定方法。設(shè)計：（1）確定數(shù)字低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)：通帶邊緣頻率 fp1Hz、待求阻帶邊緣頻率 fs1Hz 和待求阻帶衰減20logdsdB。用W=2πf/fs 把由 Hz 表示的待求邊緣頻率轉(zhuǎn)換成弧度表示的數(shù)字頻率，得到Wp1 和W s1。由 w=2fs tan(Ω/2)求得 wp1 和 ws1，單位為弧度/秒。因為20logds=30，所以logds=30/20,ds= 計算所需濾波器的階數(shù)：11)ds()2n≥== ()2log()(1)1log(因此，一階巴特沃斯濾波器的傳輸函數(shù)為：H（s）=wp1/(s