实验五双线性变换法设计IIR数字滤波器

调用函数mstg产生st,自动绘图 显示st的时域波形和幅频特性曲线 调用ellipord和ellip分别设计三个椭圆滤波器,并绘图显示其幅频响应特性曲线。 调用filter,用三个滤波器分别对信号st进行滤波,分离出三路不同载波频率的调幅信号y1(n)、y2(n)和y3(n) 绘图显示y1(n)、y2(n)和y3(n)的时域波形和幅频特性曲线 End

图5.2 实验5程序框图

实验程序清单

%实验5程序exp4.m

% IIR数字滤波器设计及软件直接实现 clear all;close all

Fs=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st st=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; ?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A y1t=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(3,1,1);

myplot(B,A); %调用绘图函数myplot绘制损耗函数曲线 yt='y_1(t)';

subplot(3,1,2);tplot(y1t,T,yt); %调用绘图函数tplot绘制滤波器输出波形 %

====================================================

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A y2t=filter(B,A,st); %滤波器软件实现 % 带通滤波器设计与实现绘图部分 figure(3);subplot(3,1,1);

myplot(B,A); %调用绘图函数myplot绘制损耗函数曲线 yt='y_2(t)';

subplot(3,1,2);tplot(y2t,T,yt); %

================================================

fp=890;fs=600;

wp=2*fp/Fs;ws=2*fs/Fs;rp=0.1;rs=60; ?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 % 高低通滤波器设计与实现绘图部分 figure(4);subplot(3,1,1)

myplot(B,A) %调用绘图函数myplot绘制损耗函数曲线 y3t=filter(B,A,st); yt='y_3(t)';

subplot(3,1,2);tplot(y3t,T,yt);

myplot绘图函数:绘制系统幅频响应的衰减曲线 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')

tplot绘图函数:绘制时域波形图 function tplot(xn,T,yn) n=0:length(xn)-1;t=n*T; plot(t,xn); xlabel('1/s'); ylabel('yn');

axis([0,t(end),min(xn),1.2*max(xn)])

六、实验程序运行结果

实验5程序exp4.m运行结果如图5.2所示。由图可见,三个分离滤波器指标参数选取正确,算耗函数曲线达到所给指标。分离出的三路信号y1(n),y2(n)和y3(n)的波形是抑制载波的单频调幅波。

(a) 低通滤波器损耗函数及其分离出的调幅信号y1(t)

(b) 带通滤波器损耗函数及其分离出的调幅信号y2(t)

(c)高通滤波器损耗函数及其分离出的调幅信号y3(t)

图5.3实验程序exp4.m运行结果

七、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。

(2)信号产生函数mstg中采样点数N=800,对st进行N点FFT可以得到6根理想谱线。如果取N=1000,可否得到6根理想谱线?为什么?N=2000呢?请改变函数mstg中采样点数N的值,观察频谱图验证您的判断是否正确。

(3)修改信号产生函数mstg,给每路调幅信号加入载波成分,产生调幅(AM)信号,重复本实验,观察AM信号与抑制载波调幅信号的时域波形及其频谱的差别。

提示:AM信号表示式:s(t)?[1?cos(2?f0t)]cos(2?fct)。

八、实验报告要求

(1)简述实验目的及原理。

(2)画出实验主程序框图,打印程序清单。 (3)绘制三个分离滤波器的损耗函数曲线。

(4)绘制经过滤波分理出的三路调幅信号的时域波形。 (5)简要回答思考题。

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