实验四华工数字信号处理DSP实验电信学院大三Word文档下载推荐.docx
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1.用窗函数法设计如下三种类型的FIR滤波器,滤波器的性能指标:
低通滤波器:
通带截止频率1000Hz,阻带截止频率1200Hz,采样率4000Hz,通带波纹1dB,最小阻带衰减40dB;
高通滤波器:
通带截止频率1400Hz,阻带截止频率1000Hz,采样率4000Hz,通带波纹1dB,最小阻带衰减40dB;
带通滤波器:
通带截止频率fp1=900Hz,fp2=1300Hz,阻带截止频率fs1=600Hz,fs2=1500Hz,采样率4000Hz,通带波纹1dB,最小阻带衰减40dB。
2.再用双线性变换法设计上面的三种IIR滤波器(可以选择butteworthorchebyshey)
3.要画出各种滤波器的频率响应特性(用freqz函数)
如上图,上方为FIR低通滤波器频谱图,下方为IIR低通滤波器频谱图。
由图中标注可知,两滤波器均符合设计要求。
如上图,上方为FIR高通滤波器频谱图,下方为IIR高通滤波器频谱图。
如上图,上方为FIR带通滤波器频谱图,下方为IIR带通滤波器频谱图。
由图中标注可知,符合设计要求。
实验内容二
选择3个不同频段的信号对其进行频谱分析,根据信号的频谱特征设计3个不同的数字滤波器。
将三路信号合成一路信号,分析合成信号的时域和频域特点,然后将合成信号分别通过设计好的3个数字滤波器,分离出原来的三路信号,分析得到的三路信号的时域波形和频谱,与原始的三路信号进行比较说明频分复用的特点。
频分复用结构如下图所示:
1)利用MATLAB产生三个不同频段的信号。
画出三路信号的时域波形,然后对信号进行频谱分析;
如图,以上3图为三个不同频段的信号的时域波形及频谱图。
2)根据三路信号的频谱特点得到性能指标,由性能指标设计三个数字滤波器(FIR或IIR都行,根据自己前几次实验的经验自由选择)。
最后,利用freqz画出三个滤波器的频率响应;
如图,以上为根据三个不同频段的信号的特点而设计的IIR低通、高通、带通滤波器的频谱图。
对应的技术参数如下:
通带截止频率700Hz,阻带截止频率900Hz,采样率4000Hz,通带波纹1dB,最小阻带衰减40dB;
通带截止频率1300Hz,阻带截止频率1100Hz,采样率4000Hz,通带波纹1dB,最小阻带衰减40dB;
通带截止频率fp1=800Hz,fp2=1200Hz,阻带截止频率fs1=600Hz,fs2=1400Hz,采样率4000Hz,通带波纹1dB,最小阻带衰减40dB。
3)将步骤1)产生的三路信号叠加为一路信号,分析合成信号的时域和频域特点;
如图,以上为叠加信号的时域波形及频谱图。
4)用步骤2)设计的滤波器对合成信号进行滤波,分离出原来的三路信号。
5)对分离出来的三路信号进行FFT变换,得到信号的频谱特性,与原始的三路信号进行比较,并画出分离信号的时域波形和频谱。
如图,从上至下依次为原信号的时域波形及频谱图、分离信号的时域波形及频谱图。
由图可知,所需的频率信息基本保留了下来,时域波形也基本没有失真。
由图可知,所需的频率信息基本保留了下来,时域波形的失真也不严重。
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