实验六IIR数字滤波器设计及应用
IIR数字滤波器设计与软件实现
实验六：IIR 数字滤波器设计与软件实现一、实验目的1．熟悉用双线性变换法设计IIR 数字滤波器的原理与方法。
2．学会调用MA TLAB 信号处理工具箱中滤波器设计函数（或滤波器设计分析工具fdatool ）设计各种IIR 数字滤波器，学会根据滤波需求确定滤波器指标参数。
3．掌握IIR 数字滤波器的MATLAB 实现方法。
4．通过观察滤波器输入输出信号的时域波形及其频谱，建立数字滤波的概念二、实验内容及步骤1．实验程序%计算时域离散系统损耗函数并绘图function myplot(B,A)[H,W]=freqz(B,A,1000);m=abs(H);plot(W/pi,20*log10(m/max(m)));grid on;xlabel('\omega/\pi');ylabel('幅度(db)');axis([0,1,-80,5]);title('损耗函数曲线');%时域序列连续曲线绘图function tplot(xn,T,yn) %xn:信号数据序列；yn:绘图信号的纵坐标名称 n=0:length(xn)-1;t=n*T;plot(t,xn);xlabel('t/s');ylabel(yn);axis([0,t(end),min(xn),1.2*max(xn)]);%产生信号序列向量st,并显示st 的时域波形和频谱function st=mstg %st=mstg 返回三路调幅信号相加形成的混合信号，长度N=1600N=1600 %N 为信号st 的长度。
Fs=10000;T=1/Fs;Tp=N*T; %采样频率Fs=10kHz ，Tp 为采样时间t=0:T:(N-1)*T;k=0:N-1;f=k/Tp;fc1=Fs/10; %第1路调幅信号的载波频率fc1=1000Hz, fm1=fc1/10; %第1路调幅信号的调制信号频率fm1=100Hz fc2=Fs/20; %第2路调幅信号的载波频率fc2=500Hzfm2=fc2/10; %第2路调幅信号的调制信号频率fm2=50Hz fc3=Fs/40; %第3路调幅信号的载波频率fc3=250Hz,课程名称 数字信号与处理 实验成绩 指导教师 实 验 报 告 院姓名 日期fm3=fc3/10; %第3路调幅信号的调制信号频率fm3=25Hzxt1=cos(2*pi*fm1*t).*cos(2*pi*fc1*t); %产生第1路调幅信号xt2=cos(2*pi*fm2*t).*cos(2*pi*fc2*t); %产生第2路调幅信号xt3=cos(2*pi*fm3*t).*cos(2*pi*fc3*t); %产生第3路调幅信号st=xt1+xt2+xt3; %三路调幅信号相加fxt=fft(st,N); %计算信号st的频谱%====以下为绘图部分，绘制st的时域波形和幅频特性曲线==================== subplot(2,1,1)plot(t,st);grid;xlabel('t/s');ylabel('s(t)');axis([0,Tp/8,min(st),max(st)]);title('(a) s(t)的波形')subplot(2,1,2)stem(f,abs(fxt)/max(abs(fxt)),'.');grid;title('(b) s(t)的频谱')axis([0,Fs/5,0,1.2]);xlabel('f/Hz');ylabel('幅度')% IIR数字滤波器设计及软件实现clear all;close allFs=10000;T=1/Fs; %采样频率%调用信号产生函数mstg产生由三路抑制载波调幅信号相加构成的复合信号stst=mstg;%低通滤波器设计与实现=========================================fp=280;fs=450;wp=2*fp/Fs;ws=2*fs/Fs;rp=0.1;rs=60; %DF指标（低通滤波器的通、阻带边界频）[N,wp]=ellipord(wp,ws,rp,rs); %调用ellipord计算椭圆DF阶数N和通带截止频率wp [B,A]=ellip(N,rp,rs,wp); %调用ellip计算椭圆带通DF系统函数系数向量B和Ay1t=filter(B,A,st); %滤波器软件实现% 低通滤波器设计与实现绘图部分figure(2);subplot(2,1,1);myplot(B,A); %调用绘图函数myplot绘制损耗函数曲线yt='y_1(t)';subplot(2,1,2);tplot(y1t,T,yt); %调用绘图函数tplot绘制滤波器输出波形%带通滤波器设计与实现===========================================fpl=440;fpu=560;fsl=275;fsu=900;wp=[2*fpl/Fs,2*fpu/Fs];ws=[2*fsl/Fs,2*fsu/Fs];rp=0.1;rs=60;[N,wp]=ellipord(wp,ws,rp,rs); %调用ellipord计算椭圆DF阶数N和通带截止频率wp [B,A]=ellip(N,rp,rs,wp); %调用ellip计算椭圆带通DF系统函数系数向量B和Ay2t=filter(B,A,st); %滤波器软件实现figure(3);subplot(2,1,1);myplot(B,A);subplot(2,1,2);yt='y_2(t)';tplot(y2t,T,yt);%高通滤波器设计与实现============================================fp=890;fs=600;wp=2*fp/Fs;ws=2*fs/Fs;rp=0.1;rs=60; %DF指标（低通滤波器的通、阻带边界频）[N,wp]=ellipord(wp,ws,rp,rs); %调用ellipord计算椭圆DF阶数N和通带截止频率wp [B,A]=ellip(N,rp,rs,wp,'high'); %调用ellip计算椭圆带通DF系统函数系数向量B和A y3t=filter(B,A,st); %滤波器软件实现figure(4);subplot(2,1,1);myplot(B,A);subplot(2,1,2);yt='y_3(t)';tplot(y3t,T,yt);2．实验结果三路调幅信号st的时域波形和幅频特性曲线(a) st的时域波形(b) 低通滤波器损耗函数及其分离出的调幅信号y1(t)(c) 带通滤波器损耗函数及其分离出的调幅信号y2(t)(d)高通滤波器损耗函数及其分离出的调幅信号y3(t)3．思考题（1）请阅读信号产生函数mstg，确定三路调幅信号的载波频率和调制信号频率。
iir滤波器实验报告
iir滤波器实验报告IIR滤波器实验报告引言：数字信号处理是现代通信、音频处理和图像处理等领域中不可或缺的技术。
滤波器作为数字信号处理的重要组成部分，被广泛应用于信号去噪、频率分析和信号重建等方面。
本实验旨在通过设计和实现一个IIR滤波器，探究其在信号处理中的应用和性能。
一、背景知识1.1 数字滤波器数字滤波器是一种能够改变信号频率特性的系统，可以通过去除或增强特定频率的成分来实现信号处理的目的。
根据其传递函数的特点，数字滤波器可以分为FIR（有限脉冲响应）和IIR（无限脉冲响应）滤波器。
1.2 IIR滤波器IIR滤波器是一种具有无限脉冲响应的滤波器，其传递函数中包含了反馈回路。
相比于FIR滤波器，IIR滤波器具有更窄的转换带宽和更陡峭的滚降特性，能够更好地逼近理想滤波器的频率响应。
二、实验目的本实验旨在通过设计和实现一个IIR滤波器，探究其在信号处理中的应用和性能。
具体实验目标如下：1. 理解IIR滤波器的原理和设计方法；2. 掌握IIR滤波器的设计过程和参数选择；3. 分析IIR滤波器在不同输入信号下的性能表现。
三、实验设计与实施3.1 IIR滤波器的设计在本实验中，我们选择了巴特沃斯滤波器作为IIR滤波器的设计模型。
巴特沃斯滤波器具有最平坦的幅频响应特性和最小的群延迟，适用于许多实际应用场景。
首先，我们需要确定滤波器的阶数和截止频率。
阶数决定了滤波器的复杂度和性能，而截止频率则决定了滤波器的频率响应特性。
根据实际需求和信号特性，我们选择了一个二阶巴特沃斯低通滤波器，截止频率为1kHz。
其次，根据巴特沃斯滤波器的设计公式，我们可以计算出滤波器的传递函数和巴特沃斯极点的位置。
通过极点的选择和配置，我们可以调整滤波器的频率响应和滚降特性。
3.2 IIR滤波器的实施根据设计得到的传递函数和极点位置，我们可以使用MATLAB等工具进行IIR滤波器的实施和验证。
具体步骤如下：1. 根据巴特沃斯滤波器的传递函数公式，计算出滤波器的系数；2. 使用MATLAB的filter函数，将待处理的信号输入滤波器，得到滤波后的输出信号；3. 对比输入和输出信号的频谱特性，分析滤波器的性能。
实验六 IIR数字滤波器设计及应用
本科学生实验报告学号 **********************姓名 ****************学院物电学院专业、班级 ***************实验课程名称数字信号分析与处理教师及职称 *************** 开课学期 2015 至 2016学年上学期填报时间 2016 年 5 月 12 日云南师范大学教务处编印一、验设计方案 实验序号 实验六实验名称 IIR 数字滤波器设计及应用 实验时间2016/5/12实验室同析楼三栋313实验室1．实验目的加深理解IIR 数字滤波器的特性，掌握IIR 数字滤波器的设计原理与设计方法，以及IIR 数字滤波器的应用。
2． 实验原理、实验流程或装置示意图【例2.3.1】 设计一个数字滤波器，要求在0~0.2π（rad ）内衰耗不大于3dB ，在0.6π~ π（rad ）内衰耗不小于60dB 。
[解]若模拟低通滤波器原型采用巴特沃思滤波器： [N,Wc]=buttord(0.2,0.6,3,60);[b,a]=butter(N,Wc);reqz(b,a);axis([0,1,-120,0]);设计结果如图2.3.1所示。
可见IIR 是数字滤波器相位为非线性。
0.10.20.30.40.50.60.70.80.91-500-400-300-200-1000Normalized Frequency (⨯π rad/sample)P h a s e (d e g r e e s )0.10.20.30.40.50.60.70.80.91-100-50Normalized Frequency (⨯π rad/sample)M a g n i t u d e (d B )图2.3.1 Buttertworth 低通滤波器【例2.3.2】 设计一个数字带通滤波器，要求在100~200Hz 通带内纹波不大于3dB ，通带两边各50Hz 外是阻带，衰耗不小于40dB 。
IIR数字滤波器设计实验报告
IIR数字滤波器的设计一、实验目的1、了解IIR数字滤波器的工作原理和作用2、掌握IIR数字滤波器的两种设计方法3、掌握使用MATLAB形成IIR数字滤波器二、实验内容有三首音乐，第一首为正常音质的音乐。
第二首为被加了紧邻原音乐的干扰的音乐。
第三首为被加了远离原音乐干扰的音乐。
要求设计IIR数字滤波器将被干扰的音乐恢复成不受干扰的音乐。
三、实验步骤步骤1: 将实际模拟低通滤波器指标转化为归一化模拟低通滤波器指标λs, αs, αp步骤2: 确定归一化模拟低通滤波器的系统函数Ha(p)步骤3: 由Ha(p)确定实际模拟低通滤波器的系统函数Ha(s)步骤4: 由Ha(s)确定的参数利用MATLAB形成IIR数字滤波器四、实验方法1、脉冲不变相应法：Matlab提供了脉冲不变响应法的库函数:[bz,az]=impinvar(b,a,Fs);表示将分子向量为b，分母向量为a的模拟滤波器通过脉冲响应不变法转换为分子向量为bz，分母向量为az的数字滤波器，采样频率为Fs，单位Hz。
2、双线性变换法：Matlab提供了双线性变换法的库函数:[bz,az]=bilinear(b,a,Fs);表示将分子向量为b，分母向量为a的模拟滤波器通过双线性变换法转换为分子向量为bz，分母向量为az的数字滤波器，采样频率为Fs，单位Hz。
五、实验程序与结果MATLAB代码：clear all;[s1,Fs,bits]=wavread('F:\music2-1.wav');s2=wavread('F:\music2-2.wav');s3=wavread('F:\music2-3.wav');t=(0:length(s1)-1)/Fs; % 计算数据时刻N=length(s1);if mod(N,2)==0;N=N;else s1(N)=[];N=N-1;end;fx=(0:N/2)*Fs/N;%%%%%%%%信号1%%%%%%%%figure(1);subplot(2,1,1);plot(t,s1); %绘制原音乐波形图subplot(2,1,2);s1f=fft(s1);plot(fx,abs(s1f(1:N/2+1)));%%%%%%%%信号2%%%%%%%%figure(2);subplot(2,1,1);plot(t,s2); % 绘制受紧邻原音乐的干扰的音乐的波形图subplot(2,1,2);s2f=fft(s2);plot(fx,abs(s2f(1:N/2+1)));%%%%%%%%信号3%%%%%%%%figure(3);subplot(2,1,1);plot(t,s3); %绘制受远离原音乐的干扰的音乐的波形图subplot(2,1,2);s3f=fft(s3);plot(fx,abs(s3f(1:N/2+1)));%%%%%%%%%滤波器设计1%%%%%%%Wp1=[2*8000*pi/Fs,2*10000*pi/Fs];Ws1=[2*8500*pi/Fs,2*9500*pi/Fs]; Rp=3;Rs=30;Wp11=2*Fs*tan(Wp1/2);Ws11=2*Fs*tan(Ws1/2);[N1,Wn1]=buttord(Wp11,Ws11,Rp,Rs,'s');[b,a]=butter(N1,Wn1,'stop','s');[bz,az]=bilinear(b,a,Fs);Y1=filter(bz,az,s2);figure(4);subplot(2,1,1);plot(t,Y1); %绘制滤波后波形图subplot(2,1,2);Yf1=fft(Y1);plot(abs(Yf1));wavwrite(Y1,Fs,bits,'F:\ music2-2lvbo.wav');%%%%%%%%%滤波器设计2%%%%%%%Wp2=2*7000*pi;Ws2=2*9000*pi;Rp2=3;Rs2=30;[N2,Wn2]=buttord(Wp2,Ws2,Rp2,Rs2,'s');[b2,a2]=butter(N2,Wn2,'s');[bz2,az2]=impinvar(b2,a2,Fs);Y2=filter(bz2,az2,s3);figure(5);subplot(2,1,1);plot(t,Y2); % 绘制滤波后波形图subplot(2,1,2);Yf2=fft(Y2);plot(abs(Yf2)); % 绘制滤波后波形图%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%W=linspace(0,pi,pi*16000);Hz1=freqz(bz2,az2,W);Hz2=freqz(bz,az,W);figure(6);subplot(2,1,1);plot(abs(Hz1));subplot(2,1,2);plot(abs(Hz2));wavwrite(Y2,Fs,bits,'F:\music2-3lvbo.wav');。
数字信号处理实验六 IIR数字滤波器的设计实验报告
1、基于Butterworth 型模拟滤波器原型使用冲激不变转换方法设计数字滤波器，要求具有下面的参数指标：通带截止频率：π2.0=p w 通带波动值：dB R p 1=阻带截止频率：π3.0=s w 阻带波动值：dB A s 15=clear all ;Rp=1;As=15;wp=0.2*pi;ws=0.3*pi;T=1;wap=wp/T;was=ws/T; %得到模拟滤波器的频率—采用脉冲响应不变法的频率转换形式[N,wn]=buttord(wap,was,Rp,As,'s'); %计算模拟滤波器的最小阶数[bs,as]=butter(N,wn,'s'); %设计出所需的模拟低通滤波器 [bz,az]=impinvar(bs,as,1/T);%冲激不变法AF 到DF Rip=10^(-Rp/20);Atn=10^(-As/20);[H,w]=freqz(bz,az,512);mag=abs(H);db=20*log10(mag/max(mag));figure;subplot(2,1,1);plot(w/pi,mag);title('幅频特性');xlabel('w(/pi)');ylabel('|H(jw)|');axis([0,1,0,1.1]);set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0 0.2 0.3 0.5 1]); set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[0 Atn Rip 1]);grid on ;subplot(2,1,2);plot(w/pi,db);title('幅频特性(db) ');xlabel('w(/pi)');ylabel('dB');axis([0,1,-40,5]);set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0 0.2 0.3 0.5 1]); set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[-40 -As -Rp 0]);grid on ;00.20.30.5100.17780.89131幅频特性 李杰 171413275w(/pi)|H (j w )|00.20.30.51-40-15-10幅频特性(db) 李杰 171413275w(/pi)d B2、基于Butterworth 型模拟滤波器原型使用双线性不变法设计数字滤波器，要求具有下面的参数指标：通带截止频率：π2.0=p w 通带波动值：dB R p 1=阻带截止频率：π3.0=s w 阻带波动值：dB A s 15=clear all ;Rp=1;As=15;wp=0.2*pi;ws=0.3*pi;T=1;wap=2/T*tan(wp/2);was=2/T*tan(ws/2);[N,wn]=buttord(wap,was,Rp,As,'s'); %计算模拟滤波器的最小阶数[bs,as]=butter(N,wn,'s'); %设计出所需的模拟低通滤波器 [bz,az]=bilinear(bs,as,1/T);%双线性变换法 Rip=10^(-Rp/20);Atn=10^(-As/20);[H,w]=freqz(bz,az,512);mag=abs(H);db=20*log10(mag/max(mag));figure;subplot(2,1,1);plot(w/pi,mag);title('幅频特性');xlabel('w(/pi)');ylabel('|H(jw)|');axis([0,1,0,1.1]);set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0 0.2 0.3 0.5 1]); set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[0 Atn Rip 1]); grid on ;subplot(2,1,2);plot(w/pi,db);title('幅频特性(db) ');xlabel('w(/pi)');ylabel('dB');axis([0,1,-40,5]);set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0 0.2 0.3 0.5 1]); set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[-40 -As -Rp 0]); grid on ;00.20.30.5100.17780.89131幅频特性 李杰 171413275w(/pi)|H (j w )|00.20.30.51-40-15-10幅频特性(db) 李杰 171413275w(/pi)d B。
iir数字滤波器设计实验总结
iir数字滤波器设计实验总结IIR数字滤波器设计实验总结一、设计目的IIR数字滤波器是数字信号处理中的一种常见滤波器。
本次实验的设计目的在于掌握IIR数字滤波器的设计方法，并掌握MATLAB软件工具在数字信号处理中的应用。
二、设计原理IIR数字滤波器是由反馈和前馈两个滤波器组成的结构，具有无限长冲激响应的特点。
其中反馈滤波器主要用于抑制高频信号，前馈滤波器则用于增益低频信号。
IIR数字滤波器通常使用差分方程表示，并通过z变换将其转化为传递函数形式。
三、设计步骤1. 选择滤波器类型和参数在实验中，我们主要采用了IIR低通滤波器的设计。
根据设计要求，选择滤波器的截止频率、通带增益和阻带衰减等参数。
2. 设计IIR滤波器传递函数根据选择的滤波器类型和参数，采用MATLAB软件中的fdatool工具箱进行设计，生成IIR滤波器的传递函数。
3. 实现数字滤波器将生成的传递函数导入到MATLAB软件中，进行编程实现，实现数字滤波器。
四、实验结果1. 对IIR数字滤波器进行功能验证采用MATLAB软件中的测试向量，对IIR数字滤波器进行功能验证。
比较输入信号和输出信号的波形和频谱图，验证滤波器的正确性。
2. 对IIR数字滤波器的性能进行测试采用不同波形和频率的信号，对IIR数字滤波器的性能进行测试。
比较滤波器输出信号和参考信号的波形和频谱图，评估滤波器的性能。
五、实验体会通过本次实验，我们学会了IIR数字滤波器的设计方法和MATLAB软件的应用技巧。
同时，我们也深刻理解了数字信号处理中常见的滤波器的工作原理和特点。
此外，实验还培养了我们的编程实践能力和信号处理思维能力。
六、总结IIR数字滤波器是数字信号处理中常用的滤波器，其设计方法和MATLAB软件的应用技巧都是数字信号处理领域中必备的知识点。
通过本次实验，我们深刻理解了滤波器的工作原理和特点，并在编程实践中掌握了数字信号处理的基本技能，收益颇丰。
iir滤波器设计实验报告
iir滤波器设计实验报告IIR滤波器设计实验报告一、实验目的本实验旨在通过实际操作，掌握IIR滤波器的基本设计方法，了解滤波器性能参数对滤波效果的影响，加深对滤波器理论的理解。
二、实验原理IIR滤波器（Infinite Impulse Response）是一种离散时间滤波器，其系统函数具有无限长的时间响应。
IIR滤波器设计方法主要包括冲激响应不变法和双线性变换法。
本实验采用冲激响应不变法进行设计。
三、实验步骤1. 确定滤波器性能参数：根据实际需求，确定滤波器的类型（低通、高通、带通、带阻）、通带边缘频率、阻带边缘频率、通带波动和阻带衰减等性能参数。
2. 计算滤波器系数：根据冲激响应不变法，利用Matlab编程计算滤波器系数。
具体过程包括定义系统函数、计算冲激响应、计算频率响应等步骤。
3. 编写滤波器程序：根据计算出的滤波器系数，编写IIR滤波器程序。
程序应实现输入信号的滤波处理，并输出滤波后的信号。
4. 测试滤波器性能：对编写的滤波器程序进行测试，观察其滤波效果，分析性能参数对滤波效果的影响。
5. 优化滤波器性能：根据测试结果，对滤波器性能参数进行调整，优化滤波效果。
四、实验结果及分析通过本次实验，我们成功地设计并实现了IIR滤波器。
在测试过程中，我们观察到了滤波器对不同频率信号的过滤效果，并分析了性能参数对滤波效果的影响。
具体来说，通带边缘频率决定了滤波器对低频信号的过滤程度，阻带边缘频率则影响对高频信号的过滤程度。
通带波动和阻带衰减则分别反映了滤波器在通带和阻带的波动程度和衰减程度。
通过对这些性能参数的调整，我们可以实现对不同类型信号的有效过滤。
五、实验总结通过本次实验，我们深入理解了IIR滤波器的工作原理和设计方法，掌握了Matlab编程在滤波器设计中的应用。
实验过程中，我们不仅学会了如何根据实际需求选择合适的性能参数，还学会了如何调整这些参数以优化滤波效果。
此外，我们还观察到了不同性能参数对滤波效果的影响，加深了对滤波器理论的理解。
iir数字滤波器设计课程设计
iir数字滤波器设计 课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解IIR数字滤波器的基本原理与数学模型；2. 掌握IIR数字滤波器的不同设计方法，如脉冲响应不变法和双线性变换法；3. 学会分析IIR数字滤波器的频率特性及其对信号处理的影响；4. 熟悉运用相关的计算机辅助设计工具进行IIR滤波器的仿真与测试。
技能目标：1. 能够运用所学知识独立设计满足特定要求的IIR数字滤波器；2. 能够运用计算机辅助设计工具对IIR滤波器进行仿真，验证其性能；3. 能够分析实际信号处理问题，选择合适的IIR滤波器进行应用。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对于数字信号处理学科的兴趣，激发其探索精神；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的准确性与实验结果的可靠性；3. 培养学生的团队协作意识，通过小组讨论与分享，共同提高解决问题的能力。
课程性质分析：本课程为电子信息工程专业高年级课程，涉及理论知识与实践应用，强调学生的实际操作能力。
学生特点分析：学生具备一定的数字信号处理基础，具有较强的逻辑思维能力和动手能力。
教学要求：结合理论教学与实践操作，注重培养学生的实际应用能力和创新精神，提高课程目标的达成度。
通过对课程目标的分解与教学过程中的不断评估，确保学生能够达到预定的学习成果。
二、教学内容1. IIR数字滤波器基本原理：包括IIR滤波器的定义、分类及其数学模型，重点讲解z变换在IIR滤波器设计中的应用。
相关教材章节：第3章“数字滤波器的基本概念”，第4章“无限脉冲响应数字滤波器”。
2. IIR数字滤波器设计方法：详细介绍脉冲响应不变法、双线性变换法等设计方法，分析各种方法的优缺点及适用场合。
相关教材章节：第5章“脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器”，第6章“双线性变换法设计IIR数字滤波器”。
3. IIR数字滤波器频率特性分析：讲解IIR滤波器的频率响应特性，分析其对信号的处理效果。
相关教材章节：第7章“数字滤波器的频率特性分析”。
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[b,a]=cheby1(N,Rp,Wn);
freqz(b,a,512,1000);
title('chebyshev Type I Bandpass Filter');
axis([0,500,-80,0]);
设计结果如图2.3.2所示。
图2.3.2Chebyshey I型滤波器
3．实验设备及材料
计算机，MATLAB软件
title('Butterworth Bandpass Filter');
freqz(b,a);
axis([0,1,-120,0]);
实验运行结果如图6.5所示
图6.5第二题（1）脉冲响应不变法设计巴特沃斯型滤波器
第二题（1）
脉冲响应不变法设计切比雪夫I型滤波器程序
Wp=[0.3 0.6];Ws=[0.2 0.72];Ap=1;As=42;
Fs=1;
wp=Wp*Fs;s=Ws*Fs;
[N,Wc]=cheb1ord(wp,ws,Ap,As);
[b,a]=cheby1(N,Ap,Wc,'bandpass');
[d,f]=impinvar(b,a,Fs);
title('chebychev Type I Bandpass Filter');
本科学生实验报告
学号**********************
姓名****************
学院物电学院
专业、班级***************
实验课程名称数字信号分析与处理
教师及职称***************
开课学期2015至2016学年上学期
填报时间2016年5月12日
云南师范大学教务处编印
[n,wc]=buttord([0.1 0.4],[0.2 0.3],0.7,20)
[b,a]=butter(n,wc,'stop')
freqz(b,a);
滤波器阶数n=4;wc= 0.1707 0.3453;
系统函数
实验运行结果图如6.4所示
图6.4第一题（4）滤波器的幅度响应和相位响应
第二题（1）
[b,a]=butter(n,wc,'bandpass')
freqz(b,a);
滤波器阶数n=4;wc=0.1797 0.3302;
系统函数
实验运行结果图如6.3所示
图6.3 第一题（3）滤波器的幅度响应和相位响应
第一题（4）
实验程序代码
k=0:100;
x=cos(pi*k/4)+cos(2*pi*k/3)+1;
freqz(b,a);
axis([0,1,-120,0]);
实验运行结果如图6.6所示
图6.6第二题（1）脉冲响应不变法设计切比雪夫I型滤波器程序
第二题（1）
脉冲响应不变法设计切比雪夫Ⅱ型滤波器程序
Wp=[0.3 0.6];Ws=[0.2 0.72];Ap=1;As=42;
Fs=1;
wp=Wp*Fs;ws=Ws*Fs;
[b,a]=butter(n,wc,'low');
freqz(b,a);
滤波器阶数 n=3,wc=0.4316；
系统函数
实验运行结果图如6.1所示
图6.1 第一题（1）滤波器的幅度响应和相位响应
第一题（2）
实验程序代码
k=0:100;
x=cos(pi*k/4)+cos(2*pi*k/3)+1;
[n,wc]=buttord(2/3,1/4,0.7,20)
[解]
若模拟低通滤波器原型采用巴特沃思滤波器：
[N,Wc]=buttord(0.2,0.6,3,60);
[b,a]=butter(N,Wc);
reqz(b,a);axis([0,1,-120,0]);
设计结果如图2.3.1所示。可见IIR是数字滤波器相位为非线性。
图2.3.1Buttertworth低通滤波器
【例2.3.2】 设计一个数字带通滤波器，要求在100~200Hz通带内纹波不大于3dB，通带两边各50Hz外是阻带，衰耗不小于40dB。抽样频率为1000Hz。
[解]
Wp=[100 200]/500;Ws=[100-50 200+50]/500;
Rp=3;Rs=40;
[N,Wn]=cheb1ord(Wp,Ws,Rp,Rs);
4．实验方法步骤及注意事项
注意事项：
（1）在使用MATLAB时应注意中英输入法的切换，在中文输入法输入程序时得到的程序是错误的；
（2）MATLAB中两个信号相乘表示为x.*u,中间有个‘.’，同样两个信号相除也是如此；
（3）使用MATLAB编写程序时，应新建一个m文件，而不是直接在Comandante窗口下编写程序；
[b,a]=butter(n,wc,'high')
freqz(b,a);
滤波器阶数n=3,wc=0.4633；
系统函数
实验运行结果图如6.2所示
图6.2 第一题（2）滤波器的幅度响应和相位响应
第一题（3）
实验程序代码
k=0:100;
x=cos(pi*k/4)+cos(2*pi*k/3)+1;
[n,wc]=buttord([0.2 0.3],[0.1 0.4],0.7,20)
脉冲响应不变法设计巴特沃斯型滤波器程序
Wp=[0.3 0.6];Ws=[0.2 0.72];Ap=1;As=42;
Fs=1;
wp=Wp*Fs;ws=Ws*Fs;
[N,Wc]=buttord(wp,ws,Ap,As);
[b,a]=butter(N,Wc,'bandpass');
[d,f]=impinvar(b,a,Fs);
一、验设计方案
实验序号
实验六
实验名称
IIR数字滤波器设计及应用
实验时间
2016/5/12
实验室
同析楼三栋313实验室
1．实验目的
加深理解IIR数字滤波器的特性，掌握IIR数字滤波器的设计原理与设计方法，以及IIR数字滤波器的应用。
2． 实验原理、实验流程或装置示意图
【例2.3.1】 设计一个数字滤波器，要求在0~0.2 （rad）内衰耗不大于3dB，在0.6 ~ （rad）内衰耗不小于60dB。
（4）在使用ＭＡＴＬＡＢ编程时，应该养成良好的编写习惯。
5．实验数据处理方法
图像法 、比较法
6．参考文献
《信号分析与处理》
《MATLAB数值计算与方法》
二、报告
1．实验现象与结果
实验内容
第一题（1）
实验程序代码
k=0:100;
x=cos(pi*k/4)+cos(2*pi*k/3)+1;
[n,wc]=buttord(1/4,2/3,0.7,20);