【正文】 所示： 圖 開始 讀入數(shù)字濾波器技術(shù)指標 將指標轉(zhuǎn)換成歸一化模擬低通濾波器的 指標 模擬低通原型濾波器轉(zhuǎn)換為模擬帶通濾波器 加入語音信號 顯示時 域波形 和頻譜圖 加入單頻正弦干擾噪聲 結(jié)束 顯示濾 波器幅 頻相 頻 曲線 顯示濾波前后信號波形和頻譜 雙線性法 將 模擬帶通轉(zhuǎn)換為數(shù)字帶通 13 仿真 與結(jié)果分析 帶通濾波器仿真結(jié) 果與分析 ： 根據(jù) IIR 帶通濾波器的設計指標，在 Matlab 軟件環(huán)境下源程序設計了模擬低通濾波器、模擬帶通濾波器 與數(shù)字帶通濾波器，對數(shù)字帶通濾波器的數(shù)字帶通濾波器的仿真波形如 圖 所示： 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 1 0 0 5 00w ( r a d )|H(z)|幅頻特性曲線 ( d b )0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1505w ( r a d )H(z)相頻特性曲線 圖 IIR數(shù)字帶通濾波器仿真圖 通過該仿真的幅頻特性曲線圖和相頻特性曲線圖可以看出，滿足我們的設計指標 fp1＝ 1200 Hz， fp2＝ 3000Hz， fc1＝ 1000 Hz， fc2＝ 3200 Hz as=100db ap=1db。逗你玩 .wav39。同時把采樣頻率fs=10KHz 和數(shù)據(jù)位 Nbits=16Bit 放進了 MATALB 的工作空間。 14 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4x 1 051 0 . 500 . 51原始信號波形0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4x 1 05050010001500原始信號頻譜 圖 原始語音信號時域波形與頻譜 聲音文件 “ 逗你玩 .wav” 的大致內(nèi)容為： “ 逗你玩！我的名字是 逗你玩！哎。 從圖 ,信號呈現(xiàn)出 7個左右不規(guī)則的信號峰值，符合實際聲音波形。t=[0:1/fs :1]。plot(t,noise)。 為了實現(xiàn)濾波器的應用，程序中加入了有噪聲的音頻信號，通過對其濾波處理，來顯示數(shù)字帶通濾波器的功能， 圖 顯示未加入噪聲，加入噪聲和濾波后的頻譜波形圖。 16 總結(jié) 本次數(shù)字濾波器設計方法是基于 MATLAB 的數(shù)字濾波器的設計，是用學過的數(shù)字信號理論為依據(jù)，用 MATLAB 代碼來實現(xiàn) 的 。 脈沖響應不變 法中相位響應有嚴格的線性 ,不存在穩(wěn)定性問題 , 設計簡單。由濾波器的頻譜 圖和濾波前后的語音信號的頻譜圖對比可知本設計選用雙線性變換法設計的 IIR 濾波器比較好。同時，除了典型設計法以外， MATLAB 信號處理工具箱提供了幾個直接設計 IIR數(shù)字濾波器的函數(shù)，直接調(diào)用就可以設計濾波器。對以前在課本上所學的東西有了更深入的理解和掌握。 17 參考文獻 [1] 倪養(yǎng)華．數(shù)字信號處理與實現(xiàn) [M]．上海：上海交通大學出版社， 1998 [2] 張葛祥． MATLAB仿真技術(shù)與應用 [M]．北京：清華大學出版社， 2020 [3] 劉波 .MATLAB信號處理 [M]．北京：電子工業(yè)出版社， 2020 [4] 施陽 .MATLAB語言工具箱 [M]．西安：西北工業(yè)大學出版社， 1999 [5] 高西全 .數(shù)字信號處理 [M]． 西安： 西安電子科技大學出版社， 2020 [6] 丁玉美 . 數(shù)字信號處理 [M]. 西安： 西安電子科技大學出版社， 2020 [7] 朱冰蓮 . 數(shù)字信號處理 [M]. 西安： 電子工業(yè)出版社， 2020 [8] 韓紀慶 .語音信號處理 [M]. 北京： 清華大學出版社 ， 2020 [9] 趙力 .語音信號處理 [M]. 北京： 機械工業(yè)出版社 ， 2020 18 附錄 %技術(shù)指標 fp1=1200。 fs1=1000。 Ap=1。 fs=10000。 wp1=2*pi*fp1*T。 ws1=2*pi*fs1*T。 %帶通到低通的頻率轉(zhuǎn)換 Wp1=(2/T)*tan(wp1/2)。 WP=[Wp1,Wp2]。 Ws2=(2/T)*tan(ws2/2)。 %模擬濾波器的阻帶截止頻率 B=Wp2Wp1。 %帶通濾波器的中心頻率 %切比雪夫模擬低通原型濾波器的設計 [N,Wc]=cheb1ord(WP,WS,Ap,As,39。)。 %求極點，零點和增益 num=k0*real(poly(z0))。 %模擬低通濾波器系統(tǒng)函數(shù)的 分母 %模擬低通原型濾波器轉(zhuǎn)換為模擬帶通濾波器 [numt,dent]=lp2bp(num,den,W0,B)。 %雙線性變換 19 [h,w]=freqz(numd,dend)。 %以分貝表示帶通 FL 的幅頻特性 figure(1)。plot(w/pi,db(h))。 xlabel(39。)。|H(z)|39。 axis([0,1,100,25])。幅頻特性曲線 (db)39。 subplot(2,1,2)。grid on。w(rad)39。 ylabel(39。)。 title(39。)。逗你玩 .wav39。 sound(y,fs,nbits)。 %求出語音信號長度 Y=fft(y,N)。 subplot(2,1,1)。title(39。)。plot(abs(Y))。原始信號頻譜 39。 t=[0:1/fs :1]。 %隨機函數(shù)產(chǎn)生噪聲 noise=noise(:,1)。 %語音信號加入噪聲 sound(S)。 %濾波前傅里葉變換 y1=filter(numd,dend,S)。 y2=fft(y1)。 subplot(2,2,1)。g39。 title(39。)。 plot(abs(y2),39。)。濾波后信號頻譜 39。 subplot(2,2,3)。 title(39。)。 plot(y1)。濾波后信號波形 39。 21 致謝 首先感謝 陳海燕 老師，本課程設計是在她的悉心指導下完成。他們?yōu)槲艺n程設計 的完成提出了許多寶貴建議及真知灼見和許多寶貴的意見，激發(fā)了我寫作的靈感。