基于matlab的数字滤波器设计与仿真VIP专享

滤波器仿真实验报告题目：基于 M atlab 的数字滤波器 设计与仿真 姓名： 学号： 指导老师： 基于 Matlab 的数字滤波器设计与仿真数字信号处理在通信、语音、图像，自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。在数字信号处理中，滤波器占有非常重要的地位.数字滤波器在语音和图像处理、HDTV、模式识别、频谱分析等方面得到广泛应用。所谓滤波器，是指对输入信号进行滤波的软件或硬件。所谓数字滤波器，是指输入、输出均为数字信号,通过一定运算关系改变输入信号所含频率成分的相对比例或者滤除某些频率成分的硬件或软件。由于数字滤波信号形式与实现滤波方法与模拟滤波方法不同，数字滤波器具有比模拟滤波器精度高、稳定、体积小、重量轻、灵活、不要求阻抗匹配以及可以避开模拟滤波器所无法克服的电压漂移和噪声问题。数字滤波器的设计，其实质是数学逼近理论的应用，通过计算使物理可实现的实际滤波器频率特性逼近理想的或给定的频率特性，以达到去除干扰提取有用信号的目的。1 实验与仿真原理1.1 数字滤波器的工作原理在数字滤波中，我们主要讨论离散时间序列。如图1所示。设输入序列为，离散或数字滤波器对单位抽样序列的响应为。因在时域离散信号和系统中所起的作用相当于单位冲激函数在时域连续信号和系统中所起的作用.图1 数字滤波器原理数字滤波器的序列将是这两个序列的离散卷积,即 同样,两个序列卷积的z变换等于个自z变换的乘积,即 用代入上式，其中T为抽样周期，则得到 式中和分别为数字滤波器输入序列和输出序列的频谱，而为单位抽样序列响应的频谱。由此可见，输入序列的频谱经过滤波后，变为,根据的特点和我们处理信号的目的，选取适当的使的滤波后的符合我们的要求。1.2 巴特沃斯滤波器巴特沃斯滤波器的特点是同频带内的频率响应曲线最为平坦，没有起伏,而在组频带则逐渐下降为零。在振幅的对数对角频率的波特图上，从某一边界见频率开始，振幅随着角频率的增加而逐渐减少，趋向于负无穷大。巴特沃斯滤波器的振幅对角频率单调下降，并且滤波器的结束越高,在组频带振幅衰减速度越快，其他滤波器高阶的振幅对角频率图和低阶数的振幅对角频率有不同的形状。数 字 滤 波器 ,H(z)上述函数的特点是等距离分布在半径为的圆上.因此，极点用下式表示为：的表示式：为了使设计公式和图表统一，将频率归一化.巴特沃斯滤波器采纳3dB截止频率归一化，归一化后的系统函数为:令,称为归一化频...