数字电路综合性实验报告
北邮数字电路综合实验报告

数字电路综合实验报告简易智能密码锁一、实验课题及任务要求设计并实现一个数字密码锁,密码锁有四位数字密码和一个确认开锁按键,密码输入正确,密码锁打开,密码输入错误进行警示。
基本要求:1、密码设置:通过键盘进行4 位数字密码设定输入,在数码管上显示所输入数字。
通过密码设置确定键(BTN 键)进行锁定。
2、开锁:在闭锁状态下,可以输入密码开锁,且每输入一位密码,在数码管上显示“-”,提示已输入密码的位数。
输入四位核对密码后,按“开锁”键,若密码正确则系统开锁,若密码错误系统仍然处于闭锁状态,并用蜂鸣器或led 闪烁报警。
3、在开锁状态下,可以通过密码复位键(BTN 键)来清除密码,恢复初始密码“0000”。
闭锁状态下不能清除密码。
4、用点阵显示开锁和闭锁状态。
提高要求:1、输入密码数字由右向左依次显示,即:每输入一数字显示在最右边的数码管上,同时将先前输入的所有数字向左移动一位。
2、密码锁的密码位数(4~6 位)可调。
3、自拟其它功能。
二、系统设计2.1系统总体框图2.2逻辑流程图2.3MDS图2.4分块说明程序主要分为6个模块:键盘模块,数码管模块,点阵模块,报警模块,防抖模块,控制模块。
以下进行详细介绍。
1.键盘模块本模块主要完成是4×4键盘扫描,然后获取其键值,并对其进行编码,从而进行按键的识别,并将相应的按键值进行显示。
键盘扫描的实现过程如下:对于4×4键盘,通常连接为4行、4列,因此要识别按键,只需要知道是哪一行和哪一列即可,为了完成这一识别过程,我们的思想是,首先固定输出高电平,在读入输出的行值时,通常高电平会被低电平拉低,当当前位置为高电平“1”时,没有按键按下,否则,如果读入的4行有一位为低电平,那么对应的该行肯定有一个按键按下,这样便可以获取到按键的行值。
同理,获取列值也是如此,先输出4列为高电平,然后在输出4行为低电平,再读入列值,如果其中有哪一位为低电平,那么肯定对应的那一列有按键按下。
最新电路综合设计实验_设计实验3_实验报告

最新电路综合设计实验_设计实验3_实验报告实验目的:1. 掌握电路综合设计的基本方法和步骤。
2. 熟悉电路仿真软件的使用,提高电路设计能力。
3. 分析和解决电路设计中遇到的问题,提高问题解决能力。
实验原理:本次实验主要围绕数字电路和模拟电路的设计与仿真。
数字电路部分将设计一个简单的组合逻辑电路,模拟电路部分则设计一个基本的放大电路。
通过电路仿真软件,如Multisim或Proteus,对设计的电路进行仿真测试,验证电路设计的正确性和功能实现。
实验设备与材料:1. 计算机一台,安装有电路仿真软件。
2. 电路设计原理图。
3. 必要的电路元件库。
实验步骤:1. 设计数字电路部分:根据设计要求,绘制组合逻辑电路的原理图,包括但不限于加法器、译码器等。
2. 设计模拟电路部分:绘制基本的放大电路原理图,包括运算放大器、电阻、电容等元件。
3. 将设计好的电路导入仿真软件中,进行电路仿真。
4. 调整电路参数,观察电路的输入输出波形,确保电路按照设计要求正常工作。
5. 记录仿真结果,并对结果进行分析,提出可能的改进措施。
实验结果与分析:1. 数字电路部分:展示设计的组合逻辑电路的仿真波形图,并分析其功能是否符合设计要求。
2. 模拟电路部分:展示放大电路的输入输出波形,分析放大倍数、频率响应等参数是否达到预期目标。
3. 根据实验结果,讨论电路设计中遇到的问题及其解决方案。
实验结论:总结本次电路综合设计实验的主要收获,包括电路设计的方法、仿真软件的使用技巧、问题分析与解决能力的提升等。
同时,指出实验中存在的不足和未来的改进方向。
注意事项:1. 在电路设计过程中,注意元件参数的选择,避免设计错误。
2. 在仿真测试中,应仔细观察波形图,确保电路工作稳定。
3. 实验报告中应详细记录实验过程和结果,便于他人理解和复现实验。
《数字电路》实验报告

《数字电路》实验报告项目一逻辑状态测试笔的制作一、项目描述本项目制作的逻辑状态测试笔,由集成门电路芯片74HC00、发光二极管、电阻等元器件组成,项目相关知识点有:基本逻辑运算、基本门电路、集成逻辑门电路等;技能训练有:集成逻辑二、项目要求用集成门电路74HC00制作简易逻辑状态测试笔。
要求测试逻辑高电平时,红色发光二极管亮,测试逻辑低电平时绿色发光二极管亮。
三、原理框图四、主要部分的实现方案当测试探针A测得高电平时,VD1导通,三级管V发射级输出高电平,经G1反相后,输出低电平,发光二级管LED1导通发红光。
又因VD2截止,相当于G1输入端开路,呈高电平,输出低电平,G3输出高电平,绿色发光二级管LED2截止而不发光。
五、实验过程中遇到的问题及解决方法(1)LED灯不能亮:检查硬件电路有无接错;LED有无接反;LED有无烧坏。
(2)不能产生中断或中断效果:检查硬件电路有无接错;程序中有无中断入口或中断子程序。
(3)输入电压没有反应:数据原理图有没有连接正确,检查显示部分电路有无接错;4011逻辑门的输入端有无浮空。
六、心得体会第一次做的数字逻辑试验是逻辑状态测试笔,那时什么都还不太了解,听老师讲解完了之后也还不知道从何下手,看到前面的人都起先着手做了,心里很焦急可就是毫无头绪。
老师说要复制一些文件协助我们做试验(例如:试验报告模板、试验操作步骤、引脚等与试验有关的文件),还让我们先画原理图。
这时,关于试验要做什么心里才有了一个模糊的框架。
看到别人在拷贝文件自己又没有U盘只好等着借别人的用,当然在等的时候我也画完了逻辑测试笔的实操图。
后面几次都没有过,但最后真的发觉试验的次数多了,娴熟了,知道自己要做的是什么,明确了目标,了解了方向,其实也没有想象中那么困难。
七、元器件一逻辑状态测试笔电路八、附实物图项目二多数表决器电路设计与制作一、项目描述本项目是以组合逻辑电路的设计方法,用基本门电路的组合来完成具有多数表决功能的电路。
数字电路实验报告-实验一[总结]
![数字电路实验报告-实验一[总结]](https://img.taocdn.com/s3/m/da4b06729a6648d7c1c708a1284ac850ad0204e0.png)
实验一数字电路实验基础一、实验目的⑴掌握实验设备的使用和操作⑵掌握数字电路实验的一般程序⑶了解数字集成电路的基本知识二、预习要求复习数字集成电路相关知识及与非门、或非门相关知识三、实验器材⑴直流稳压电源、数字逻辑电路实验箱、万用表⑵74LS00、74LS02、74LS48四、实验内容和步骤1、实验数字集成电路的分类及特点目前,常用的中、小规模数字集成电路主要有两类。
一类是双极型的,另一类是单极型的。
各类当中又有许多不同的产品系列。
⑴双极型双极型数字集成电路以TTL电路为主,品种丰富,一般以74(民用)和54(军用)为前缀,是数字集成电路的参考标准。
其中包含的系列主要有:▪标准系列——主要产品,速度和功耗处于中等水平▪LS系列——主要产品,功耗比标准系列低▪S系列——高速型TTL、功耗大、品种少▪ALS系列——快速、低功耗、品种少▪AS系列——S系列的改进型⑵单极型单极型数字集成电路以CMOS电路为主,主要有4000/4500系列、40H系列、HC系列和HCT系列。
其显著的特点之一是静态功耗非常低,其它方面的表现也相当突出,但速度不如TTL集成电路快。
TTL产品和CMOS产品的应用都很广泛,具体产品的性能指标可以查阅TTL、CMOS集成电路各自的产品数据手册。
在本实验课程中,我们主要选用TTL数字集成电路来进行实验。
2、TTL集成电路使用注意事项⑴外形及引脚TTL集成电路的外形封装与引脚分配多种多样,如附录中所示的芯片封装形式为双列直插式(DIP)。
芯片外形封装上有一处豁口标志,在辨认引脚分配时,芯片正面(有芯片型号的一面)面对自己,将此豁口标志朝向左手侧,则芯片下方左起的第一个引脚为芯片的1号引脚,其余引脚按序号沿芯片逆时针分布。
⑵电源每片集成电路芯片均需要供电方能正常使用其逻辑功能,供电电源为+5V单电源。
电源正端(+5V)接芯片的VCC引脚,电源负端(0V)接芯片的GND引脚,两者不允许接反,否则会损坏集成电路芯片。
数字电路实验报告

数字电路实验报告实验目的本实验的目的是通过对数字电路的实际操作,加深对数字电路原理和实验操作的理解。
通过实验,理论联系实际,加深学生对数字电路设计和实现的认识和理解。
实验内容本次实验的实验内容主要包括以下几个方面:1.数码管显示电路实验2.时序电路实验3.组合电路实验实验仪器和器材本次实验所使用的仪器和器材包括:•真空发光数字数码管•通用数字逻辑芯片•实验箱•数字电路设计软件•示波器数码管显示电路实验在数码管显示电路实验中,我们将使用真空发光数字数码管和逻辑芯片来实现数字数码管的显示功能。
具体的实验步骤如下:1.按照实验箱上的电路图,将逻辑芯片及其它所需器件正确连接。
2.通过数字电路设计软件,编写和下载逻辑芯片的程序。
3.观察数码管的显示效果,检查是否符合预期要求。
时序电路实验时序电路是数字电路中非常重要的一部分,通过时序电路可以实现各种各样的功能。
在时序电路实验中,我们将通过设计一个简单的计时器电路来学习时序电路的设计和实现。
具体的实验步骤如下:1.在实验箱上按照电路图连接逻辑芯片及其它所需器件。
2.通过数字电路设计软件,编写和下载逻辑芯片的程序。
3.通过示波器观察时序电路的波形,检查是否符合设计要求。
组合电路实验组合电路是由多个逻辑门组合而成的电路,可以实现各种逻辑功能。
在组合电路实验中,我们将使用逻辑芯片和其他器件,设计并实现一个简单的闹钟电路。
具体的实验步骤如下:1.在实验箱上按照电路图连接逻辑芯片及其它所需器件。
2.通过数字电路设计软件,编写和下载逻辑芯片的程序。
3.测试闹钟电路的功能和稳定性,检查是否符合设计要求。
实验结果与分析通过以上的实验,我们成功地实现了数码管显示、时序电路和组合电路的设计和实现。
实验结果表明,在正确连接逻辑芯片和其他器件,并编写正确的程序的情况下,我们可以实现各种各样的数字电路功能。
通过实验过程中的观察和测试,我们也发现了一些问题和改进的空间。
例如,在时序电路实验中,我们发现时序电路的波形不够稳定,可能需要进一步优化。
数字电路实验报告实验

数字电路实验报告实验一、引言数字电路是计算机科学与工程学科的基础,它涵盖了数字信号的产生、传输、处理和存储等方面。
通过数字电路实验,我们可以深入了解数字电路的原理和设计,掌握数字电路的基本知识和实验技巧。
本报告旨在总结和分析我所进行的数字电路实验。
二、实验目的本次实验的目的是通过搭建和测试电路,验证数字电路的基本原理,掌握数字电路实验中常用的实验仪器和操作方法。
具体实验目的如下:1. 组装和测试基础门电路,包括与门、或门、非门等。
2. 理解和实践加法器电路,掌握准确的运算方法和设计技巧。
3. 探究时序电路的工作原理,深入了解时钟信号和触发器的应用。
三、实验装置和材料1. 模块化数字实验仪器套装2. 实验台3. 数字电路芯片(例如与门、或门、非门、加法器、触发器等)4. 连接线、电源、示波器等。
四、实验步骤及结果1. 实验一:组装和测试基础门电路在实验台上搭建与门、或门、非门电路,并连接电源。
通过连接线输入不同的信号,测试输出的结果是否与预期一致。
记录实验步骤和观察结果。
2. 实验二:实践加法器电路将加法器电路搭建在实验台上,并输入两个二进制数字,通过加法器电路计算它们的和。
验证求和结果是否正确。
记录实验步骤和观察结果。
3. 实验三:探究时序电路的工作原理将时序电路搭建在实验台上,并连接时钟信号和触发器。
观察触发器的状态变化,并记录不同时钟信号下的观察结果。
分析观察结果,总结时序电路的工作原理。
五、实验结果与分析1. 实验一的结果与分析:通过测试与门、或门、非门电路的输入和输出,我们可以观察到输出是否与预期一致。
若输出与预期一致,则说明基础门电路连接正确,电路工作正常;若输出与预期不一致,则需要检查电路连接是否错误,或者芯片损坏。
通过实验一,我们可以掌握基础门电路的搭建和测试方法。
2. 实验二的结果与分析:通过实践加法器电路,我们可以输入两个二进制数字,并观察加法器电路的运算结果。
如果加法器电路能正确计算出输入数字的和,则说明加法器电路工作正常。
数字电路综合实验报告

数字电路综合实验报告设计并实现一个具有声光显示的电子节拍器班级:姓名:班内序号:学号:一:设计课题的任务要求设计并实现一个具有声光显示的电子节拍器。
基本要求:1、速度在40~120 次/分钟范围内连续可调,通过2 个按键进行速度调节,一个用来增加,一个用来减少,当长按按键时,按5 次/秒的速度连续增加或减少,用3 个数码管显示当前速度。
2、节拍有1/4、2/4、3/4、4/4、3/8、6/8 可选,通过一个按键选择,用2 个数码管显示。
3、通过一个按键开始和停止打节拍,开始后按照设置好的节拍和速度打节拍。
4、要求有声音和灯光提示,声音要有强弱区别,灯光可用不同颜色的发光二极管表示强弱。
提高要求:1、通过一个按键选择时值(节奏类型),并在用点阵显示,如下图。
2、自拟其他功能。
二:系统设计1、设计思路:首先根据设计要求,在输入端有三个部分,即开关、速度选择和节拍选择,其中速度选择又分为加速和减速。
开关可由一个按键设置;速度的设置范围为40-120次/分钟,加速和减速可各设置一个按键,短按变化1,长按变化5;节拍可由一个按键设置,按一下变化一个节拍。
输出则要有数码管的显示,LED的显示,以及蜂鸣器。
LED和蜂鸣器状态的判定条件相同,即选择的节拍和速度。
由乐理知识,节拍分为强、次强、弱三个状态,为表示区分,用频率不相同的三个声调do、re、mi来表示,LED灯则用三种颜色的灯来区分。
需要注意的时,在设置速度长按变化时,要注意防抖部分的设置。
2、系统框图:3、分块设计:(1) 速度选择:输入端分为加速、减速、复位、时钟输入端。
输入端输入长按或短按两种信号(如tmp1、tmp1_1),输出端S作为速度的变化量传输给下个模块。
该模块实现的功能为:当没有按键输出时,速度为初始状态;当短按一下加速按键,S 加1,;当长按加速按键,若此时S小于75,S加5,若S大于75,S等于80。
减速同理。
状态转移图如图所示(2) 节拍选择:输入端按键输入由SR表示,SR=1时表示有按键输入,clear为复位端,clk为时钟输入端,J为三位二进制变量分别表示节拍。
数字电路实验报告

数字电路实验报告本次实验是数字电路的实验,在本次实验中,我和我的同学们成功地完成了数字电路的实验,并且成功将LED灯显示。
1. 实验目的本次实验的目的是:通过实践操作,掌握数字电路的基础知识,能够有效地使用布尔代数和卡诺图方法进行电路设计和分析。
2. 实验基础数字电路是由数字电子元器件组成的电路。
数字电路能够处理数字信号,是所有数字计算机的基础核心部件。
数字电路的基础是数字集成电路的设计和应用。
数字电路的核心是门电路,门电路有多个种类,包括与门、或门、非门、异或门等。
门电路能够接受输入信号并输出信号,能够实现与、或、非、异或等逻辑运算。
在数字电路的实验中,我们需要掌握基本逻辑门的真值表和逻辑图,以及逻辑门的电路实现方法。
此外,我们还需要掌握一些进制转换的方法和数字电路的布线和测试方法。
3. 实验步骤本次实验中,我们的主要任务是设计和实现一个数字电路,该电路能够将数字输入转化成二进制显示输出,并且使用LED灯进行显示。
以下是我们的实验步骤。
步骤一:设计真值表首先,我们需要使用布尔代数和卡诺图方法,设计出一个真值表,该真值表能够将数字输入转换成二进制数输出。
步骤二:设计逻辑电路图在真值表的基础上,我们设计了一个逻辑电路图,该电路图包括与门、或门、非门、异或门等逻辑门电路,以及输入输出接口电路。
步骤三:建立硬件电路接下来,我们开始搭建硬件电路,将逻辑电路图中的元件进行布线连接。
步骤四:测试电路在布线完毕后,我们进行了电路的测试,确认电路能够工作,并且LED灯能够正常显示。
4. 实验结论通过本次实验,我学习到了数字电路的基础知识,能够使用布尔代数和卡诺图方法进行电路设计和分析。
我还学会了逻辑门的真值表和逻辑图的设计方法,以及数字电路的布线和测试方法。
最终,我和我的同学们成功地完成了数字电路的实验,将数字转换为二进制数并成功显示。
这次实验对我的学习和科研工作具有重要的启示和帮助。
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重庆交通大学综合性设计性实验报告班级:学号:姓名:实验项目名称:滤波器设计综合实验应用实验项目性质:综合性设计实验所属课程:数字信号处理实验室(中心):现代电子实验中心指导教师:实验完成时间:2014 年12 月28 日一、实验目的1.学生自己运用MATLAB设计IIR数字低通滤波器,方法不限。
2.实现信号的滤波。
3.熟悉用冲激响应不变法设计IIR数字滤波器的原理与方法4.学会巴特沃什型滤波器的设计,各种参数的计算方式二、实验主要内容及过程1.设计一模拟IIR模拟低通滤波器并转换为IIR低通滤波器。
(1)模拟滤波器设计采用巴特沃什型滤波器作为原型。
(2)模拟到数字转换采用冲激响应法。
2.利用实现的滤波器对信号进行滤波。
提示:完成此步骤需要与任务一综合考虑。
分析有用和噪音信号的频率,并参考噪音信号的频率利用采样定理等知识选取合理的滤波器截止频率进行任务一的设计。
3.过程:用冲激响应不变法设计Butterworth 低通数字滤波器,要求通带频率为0 ≤ω≤0.2π,通带波纹小于1dB,阻带在0.3π≤ω≤π内,幅度衰减大于15dB,采样周期T=0.01s。
(1)用冲激响应不变法设计该数字滤波器 H(z)。
(2)使用MATLAB 软件对滤波器性能进行分析。
(3)假设一个信号t f t f t X 212cos 5.02sin )(ππ+=,其中1f =5Hz,2f =30Hz 。
试将原信号与经过该滤波器的输出信号进行比较。
三、设计方案 (一)题目IIR 数字滤波器的设计 (二)设计的主要思路1. 根据给定的性能指标和方法不同,首先对设计性能指标中的频率指标,如数字边界频率进行变换,将其转为模拟频率并且此频率为模拟滤波器原型设计的性能指标。
(Ω=ω/T )及1Ω=20π,2Ω=30π设计IIR 滤波器时,给出的性能指标通常分数字指标和模拟指标两种。
数字性能指标给出通带截止频率p ω ,阻带起始频率s ω ,通带波纹Rp,阻带衰减Rs 等。
数字频率p ω 和s ω 的取值范围为0~π ,单位弧度而MATLAB 工具函数常采用归一化频率,p ω 和s ω 的取值范围为0~1,对应于0~π ,此时需进行转换。
模拟性能指标给出通带截止频率p ω,阻带起始频率s ω,通带波纹Rp ,阻带衰减Rs 等。
模拟频率p ω和s ω单位为弧度/秒(rad/s )。
MATLAB 信号处理工具箱中,设计性能指标的转换应根据不同设计方法进行不同处理。
2. 估计模拟滤波器最小阶数和截止频率,利用MATLAB 工具函数buttord 。
3. 设计模拟低通滤波器原型,利用MATLAB 工具函数buttap 。
4. 由原型低通滤波器经频率变换等模拟滤波器,利用MATLAB 工具函数lp2lp 。
5. 将模拟滤波器离散化获得IIR 数字滤波器,利用MATLAB 工具函数impinvar 。
6. 编写代码画出该滤波器的幅度与相位特性曲线,用freqz ,impz ,zplane函数对滤波器性能进行分析。
7. 编写x (t )原信号代码,调用所设计的滤波器函数得出滤波后的信号图,并进行比较。
8. 完成设计性实验报告 (三)设计的计算过程注:前4个步骤可以通过计算完成,实现巴特沃什低通滤波器的设计。
在继续后面4个步骤即可完成实验。
根据公式(3-1)计算出滤波器的阶次等于N=6, 根据公式Nk c 2/11.01)110/(1-Ω=Ω- (3-2)计算得到c Ω=70.29)/lg(2)]110/()110lg[(211.01.021ΩΩ--≥--k k N表3-1 各阶巴特沃斯因式分解多项式)(s B n根据查表3-1 各阶巴特沃斯因式分解多项式得到该阶次归一化(即c Ω=1)的巴特沃斯低通原型滤波器的系统函数为(3-3)因为c Ω=70.29时,用s/c Ω对)(s H n 中的s 进行置换即可得到要设计的巴特沃斯低通滤波器。
计算详细过程如下图所示:)932.11)(21)(517.01(1)(2226s s s s s s s H ++++++=图4-1 计算详细过程图(四)设计程序用到的函数1.buttord用来估计模拟滤波器最小阶数和截止频率,[N,Wc]=buttord(Wp,Ws,rp,rs,'s')2.Buttap设计模拟低通滤波器原型,[z,p,k]=buttap(N)3.lp2lp由模拟原型低通滤波器经频率变换获得模拟低通滤波器,[b,a]=lp2lp(Bap,Aap,Wc)4.ImpinvarMATLAB 中提供的冲激响应不变法设计数字滤波器的函数,调用格式为:[bz,az]=impinvar(b,a[[,Fs[,Fp])式中,b,a 为模拟滤波器分子和分母多项式系数向量;Fs 为采样频率(所滤波数据),单位Hz,缺省时为1Hz。
Fp 为预畸变频率(Prewarped frequency),是一个“匹配”频率,在该频率上,频率响应在变换前后和模拟频率可精确匹配。
一般设计中可以不考虑。
bz,az 分别为数字滤波器分子和分母多项式系数向量。
前面已提到过,函数输入变量中的[]表示可添加也可略去的内容。
5.Freqz函数freqz 用于求数字滤波器的频率响应,其调用格式为:[[h,w]=]freqz(b,a,n[,’whole’]);或[h,f]=freqz(b,a,n[,’whole’],Fs);式中,b,a 为数字滤波器分子和分母多项式的系数,n 为复数频率的响应点数,为整数,最好为2 的幂,缺省时为512;Fs 为采样频率,单位Hz。
如果给定该值,则f 位置输出为频率Hz,若没有给定,则按角频率(Angular frequency)给定f 的频率矢量;’whole’表示返回的频率f 或w 值包含z 平面整个单位圆频率矢量,即0~2π;缺省时,频率f 或w 值包含z 平面上半单位圆(0~π)之间等间距n 个点频率矢量。
h 为复频率响应;w 为n 点频率向量(单位rad);f 为n 点频率向量(Hz)。
6.Impzimpz 用于产生数字滤波器的冲激响应。
调用格式为:[[h,t]=]impz(b,a[,n,Fs])式中,b,a 分别为滤波器分子和分母多项式系数向量;n 为采样点数;Fs 为采样频率,缺省值为1;h 为滤波器单位冲激响应向量;t 为和h 对应的时间向量。
当函数输出缺省时,绘制滤波器冲激响应图;当n 缺省时,函数自动选择n 值。
7.Zplane滤波器的零极点位置决定了滤波器稳定性和性能,因此考察滤波器的零极点的位置是分析滤波器特性的重要方面之一。
MTALAB 信号处理工具箱提供绘制数字滤波器零极点位置图的工具zplane,调用格式为:zplane(z,p)或zplane(b,a)式中,z,p 为零极点向量(为复数),b,a 为滤波器分子和分母多项式的系数(为实数)。
函数在z 平面绘出零点和极点。
极点用’×’表示,零点用’o’表示。
8.Filterfilter 函数用来实现数字滤波器对数据的滤波,函数的调用格式为:y=filter(b,a,x)其中,b,a 分别为滤波器传递函数H(z)的分子和分母多项式系数。
x 为滤波器的输入。
y 为滤波器的输出。
y 为与x 具有相同大小的向量。
四、主要功能1.实现IIR模拟低通滤波器转换为数字IIR低通滤波器。
2.利用实验的滤波器对信号进行滤波。
五、实验结果及说明1.用冲激响应不变法设计Butterworth 低通数字滤波器源代码和特性分析图形:function [bz,az]=one(wp)wp=0.2*pi;ws=0.3*pi;rp=1;rs=15;Ts=0.01;Fs=1/Ts;Wp=wp/Ts;Ws=ws/Ts; %技术指标的转换,数字频率转换为模拟频率[N,Wc]=buttord(Wp,Ws,rp,rs,'s'); %估计模拟滤波器最小阶数和截止频率[z,p,k]=buttap(N); %设计模拟低通滤波器原型[Bap,Aap]=zp2tf(z,p,k); %从零极点求出系统函数的一般式[b,a]=lp2lp(Bap,Aap,Wc); %完成模拟滤波器的设计(由模拟原型低通滤波器经频率变换获得模拟低通滤波器)[bz,az]=impinvar(b,a,Fs); %模拟滤波器用冲击响应不变法转为数字滤波器figure(1);freqz(bz,az,512,100); %求数字滤波器的频率响应figure(2);impz(bz,az); %数字滤波器的冲激响应figure(3);zplane(bz,az); %数字滤波器的零极点图axis([-1.5 1.5,-1.25 1.25])xlabel('实部');ylabel('虚部');05101520253035404550-600-400-200Frequency (Hz)P h a s e (d e g r e e s )05101520253035404550-80-60-40-20Frequency (Hz)M a g n i t u d e (d B )图5-1 数字滤波器的频率响应05101520253035404550n (samples)A m p l i t u d eImpulse Response图5-2 数字滤波器的冲激响应-1.5-1-0.500.51 1.5-1-0.50.51实部虚部图5-3 滤波器的零极点图2. 信号x (t )= sin2πf1t +0.5cos2πf2t 产生以及进行滤波的源代码和信号前后图形。
[bz,az]=one(wp); %调用滤波器函数f1=5;f2=30;t=0:0.01:2;x=sin(2*pi*f1*t)+0.5*cos(2*pi*f2*t); %题目要求x (t )信号的生成 subplot(2,1,1);plot(t,x);ylabel('x(t)'); %画原信号y=filter(bz,az,x);subplot(2,1,2);plot(t,y); %画经过滤波器之后输出的信号00.20.40.60.81 1.2 1.4 1.6 1.82-2-11200.20.40.60.81 1.2 1.4 1.6 1.82-1-0.50.513.说明:1)程序分析看程序注释2)从频谱特性图可以看出,通带波纹在-1dB 时频率为Hz f 102/11=Ω=π,频谱开始下降趋势,在-15dB 时频率为Hz f 152/22=Ω=π,图形与实际情况相符合。
3)冲激响应不变法具有线性相位特性的模拟器,经冲激响应不变法变换为数字滤波器后,从图可以看出相频特性曲线接近于一条下降的曲线,呈线性关系,该数字滤波器一定具有线性相位特性,频率的线性关系是冲击响应不变法的一个优点。