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数字信号处理
实验报告
实验四 IIR 数字滤波器设计及软件实现
( 一) FIR
数字滤波器设计及软件实现 （二）
2018年 11
月28 日
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一、实验目的
( 实验 4_1)
（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 MATLAB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。
（实验 4_2）
（1）掌握用窗函数法设计 FIR 数字滤波器的原理和方法。
（2）掌握用等波纹最佳逼近法设计 FIR 数字滤波器的原理和方法。
（3）掌握 FIR 滤波器的快速卷积实现原理。
（4）学会调用 MATLAB函数设计与实现 FIR 滤波器。
二、实验原理与方法
（实验 4_1）
设计 IIR 数字滤波器一般采用间接法 （脉冲响应不变法和双线性变换
法），应用最广泛的是双线性变换法。基本设计过程是：①先将给定
的数字滤波器的指标转换成过渡模拟滤波器的指标；
②设计过渡模
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拟滤波器；③将过渡模拟滤波器系统函数转换成数字滤波器的系统函
数。 MATLAB信号处理工具箱中的各种 IIR 数字滤波器设计函数都是
采用双线性变换法。 第六章介绍的滤波器设计函数 butter 、cheby1 、
cheby2 和 ellip
可以分别被调用来直接设计巴特沃斯、切比雪夫 1、
切比雪夫 2 和椭圆模拟和数字滤波器。 本实验要求读者调用如上函数 直接设计 IIR 数字滤波器。
本实验的数字滤波器的 MATLAB实现是指调用 MATLAB信号处理工具箱
函数 filter
对给定的输入信号 x(n) 进行滤波，得到滤波后的输出信
号 y(n ）。
三、实验内容及步骤
（实验 4_1）
（1）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 st ，该函数还会自动绘图显示 st 的时域波形和幅频
特性曲线，如图 1 所示。由图可见，三路信号时域混叠无法在时域分
离。但频域是分离的，所以可以通过滤波的方法在频域分离，这就是
本实验的目的。
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