实验报告基于MATLAB的数字滤波器设计

实验7\8基于MATLAB的数字滤波器设计实验目的：加深对数字滤波器的常用指标和设计过程的理解。实验原理：低通滤波器的常用指标：PPjPforeG,1)(1SSjforeG,)(通带边缘频率：P，阻带边缘频率：S，通带起伏：P，通带峰值起伏：])[1(log2010dBpp，阻带起伏：s，最小阻带衰减：])[(log2010dBsS。数字滤波器有IIR和FIR两种类型，它们的特点和设计方法不同。在MATLAB中，可以用[b，a]=butter（N,Wn）等函数辅助设计IIR数字滤波器,也可以用b=fir1(N,Wn,’ftype’)等函数辅助设计FIR数字滤波器。实验内容：利用MATLAB编程设计一个数字带通滤波器，指标要求如下：通带边缘频率：45.01P，65.02P，通带峰值起伏：][1dBp。阻带边缘频率：3.01S，75.02S，最小阻带衰减：][40dBS。分别用IIR和FIR两种数字滤波器类型进行设计。实验要求：给出IIR数字滤波器参数和FIR数字滤波器的冲激响应，绘出它们的幅度和相位频响曲线，讨论它们各自的实现形式和特点。实验内容：IRR代码：wp=[0.45*pi,0.65*pi];ws=[0.3*pi,0.75*pi];Ap=1;As=40;[N,Wc]=buttord(wp/pi,ws/pi,Ap,As);[b,a]=butter(N,Wc)%[b,a]=butter(n,Wn,'ftype'))(jeGP1P1sSPPSPassbandStopbandTransitionbandFig7.1TypicalmagnitudespecificationforadigitalLPF[H,w]=freqz(b,a);subplot(211);mag=abs(H);plot(w/pi,mag);xlabel('角频率(w)');ylabel('幅度|Ha(j\w)|');title('IIR|Ha(j\w)|');gridon;subplot(212);phase=angle(H);plot(w/pi,phase);xlabel('角频率(w)');ylabel('相位');title('IIR相位响应曲线');gridon;图像：FIR代码：wp1=0.4*pi;wp2=0.6*pi;ws1=0.3*pi;ws2=0.7*pi;tr_width=min((wp1-ws1),(ws2-wp2))tr_width=0.3142M=ceil(6.2*pi/tr_width)+1M=63n=[0:1:M-1];wc1=(ws1+wp1)/2;wc2=(wp2+ws2)/2;wc=[wc1/pi,wc2/pi];window=hanning(M);[h1,w]=freqz(window,1);figure(1);subplot(2,1,1)stem(window);axis([06001.2]);grid;xlabel('n');title('Hanning窗函数');subplot(2,1,2)plot(w/pi,20*log(abs(h1)/abs(h1(1))));axis([01-3500]);grid;xlabel('w/\pi');ylabel('幅度(dB)');title('Hanning窗函数的频谱');hn=fir1(M-1,wc,hanning(M));[h2,w]=freqz(hn,1,512);figure(2);subplot(2,1,1)stem(n,hn);axis([060-0.250.25]);grid;xlabel('n');ylabel('h(n)');title('Hanning窗函数的单位脉冲响应');subplot(2,1,2)plot(w/pi,20*log(abs(h2)/abs(h2(1))));grid;xlabel('w/\pi');ylabel('幅度(dB)');figure(3);phase=angle(h1);plot(phase);axis([1pi-10]);xlabel('w/\pi');ylabel('线性相位');title('Hanning窗函数相位特性曲线')