数字信号处理课程设计---数字滤波器的设计及实现

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1、 1 数字滤波器的设计及实现 摘要：通过 MATLAB 软件的信号处理工具箱中的滤波器设计各种 IIR 和 FIR 数字滤波器，并绘制滤波器的 幅频特性、相频特性。通过观察滤波器的输入、输出信号的时域波形及其频谱，建立了数字滤波的概念。 关键词：MATLAB；IIR 数字滤波器；FIR 数字滤波器 （一）设计目的 1、熟悉 IIR 数字滤波器和 FIR 数字滤波器的设计原理和方法； 2、 学会调用MA TLAB信号处理工具箱中的滤波器设计函数设计各种IIR和FIR数字滤波器， 学会根据滤波要求确定滤波器指标参数； 3、掌握用 IIR和 FIR 数字滤波器的 MA TLAB实现方法，并能绘制滤波

2、器的幅频特性、相频 特性； 4、通过观察滤波器的输入、输出信号的时域波形及其频谱，建立数字滤波的概念。 （二）设计要求 用 MATLAB 软件设计 IIR 数字滤波器和 FIR 数字滤波器，并绘制滤波器的幅频特性、相 频特性。 （三）设计原理 数字滤波器是将输入数字序列通过一定的运算后转变为输出数字序列的数字信号处理器。 数 字滤波器的输入、 输出均为数字信号, 通过一定运算系改变输入信号所含频率成分的相对例 或消除某些频率成分。与模拟滤波器相比, 数字滤波器的主要优点是：（1）精度和稳定性 高; (2)系统函数容易改变, 因而灵活性高; （3）不存在阻抗匹配问题; ( 4)便于大规模集 成;

3、 ( 5)可以实现多维滤波。它不仅能实现模拟处理的大部分功能, 而且还能完成模拟处理 由于成本、可靠性等原因而无法具体实现的功能。 所谓抑制载波单频调制信号， 就是两个正弦信号相乘， 它有 2 个频率成分： 和频 c f+ 0 f， 差频 c f- 0 f，这两个频率成分关于载波频率 c f对称。所以，1 路抑制载波单频调幅信号的频 谱图是关于载波频率 c f对称的两根谱线。显然，当调制频率 0 f和（或）载波频率 c f不同时， 可以得到包含不同频率成分的单频调幅信号。 （四）设计内容 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，观察 st 的时域波形

4、和幅频特性曲线； 根据题目的要求编写代码如下： function st=mstg %产生信号序列 st，并显示 st 的时域波形和频谱 %st=mstg 返回三路调幅信号相加形成的混合信号，长度 N=800 2 N=800; %信号长度 N 为 800 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 路调幅信号载波频率 fc2=500Hz fm2=fc2/10; %第 2 路调幅信号的调制信号频率 fm2=50Hz fc3=Fs/40; %第 3 路调幅信号载波频率 fc3=250Hz fm3=fc3/10; %第 3 路调幅信号的调制信号频率 fm3=25Hz xt1=cos(2*pi*f