计算机与信息工程学院验证性实验报告

专业：通信工程        年级/班级：20##级      20##—20##学年第一学期

一、实验目的

（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。

（3）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。

二、实验原理

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

（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10.4.1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。

…… …… 余下全文

实验六 FIR 数字滤波器

6.1 实验目的

数字滤波的作用是滤除信号中某一部分频率分量。信号经过滤波处理，就相当于信

号频谱与滤波器的频率响应相乘的结果。从时域来看，就是输入信号与滤波器的冲激响

应作卷积和。数字滤波器在各种领域由广泛的应用，例如数字音响、音乐和语音合成、

躁声消除、数据压缩、频率合成、谐波消除、过载检测、相关检测等。

本实验主要学习数字滤波器的DSP 实现原理和C54X 编程技巧，并通过CCS 的图

形显示工具观察输入/输出信号波形以及频谱的变化。该实验应该安排在串口和定时器操

作实验之后进行。

6.2 实验要求

该实验涉及到 DSP 的串口、中断响应等复杂操作，应该在完成前面的串口和定时器

实验后完成。

本实验重点研究FIR 滤波器的DSP 实验方法，没有讨论FIR 滤波器的设计原理和方

法。你可以使用数字滤波器辅助设计软件包或自行计算FIR 滤波器的系数。本实验例子

利用DES320PP－U 评估板的模拟信号输出通道产生一个1KHz 的方波,然后利用信号输入

通道对产生的方波进行低通滤波,得到一个1KHz 的正弦信号，并使用CCS 的图形显示工

具显示输入和输出的波形。这里我们使用的是一个38 阶的对称结构的FIR 低通滤波器，

其采样频率Fs 为25KHZ，通带截止频率 1.2KHZ，阻带截止频率为2.8KHZ，阻带衰减

为-40dB。

6.3 实验原理

1) FIR 滤波器的实现

如果 FIR 滤波器的冲激响应为h(0)，h(1)，...，h(N-1)。X(n)表示滤波器在n 时刻的

输入，则n 时刻的输出为：

y(n) = h(0)x(n) + h(1)x(n-1）+ ... + h(N-1)x[n-(N-1)]

DES320PP-U 数字信号处理仿真/教学实验系统使用与实验指导

www.dspsolution.com 73

…… …… 余下全文

学生实验报告

课程名称  数字信号处理与应用             实验日期   2012   年 12 月  26  日

注：学生做每个实验都必须填写实验报告。实验报告可以是纸质的，也可以是电子形式的。凡电子文本形式的实验报告须在学期末刻录进该学期教学资料光盘并存个人教学档案。

实验指导教师签名                                                  年      月      日

…… …… 余下全文

数字滤波器

（实验报告）

实验指导老师：万敏                      成绩：____________________

姓名:刘真志         学号:   0807030424      班级:自动化20##级4班

一、实验目的

1、通过实验掌握数字滤波器的原理及实现方法；

2、研究滤波器参数的变化对滤波性能的影响。

二、实验设备

1、THBCC-1型 信号与系统?控制理论及计算机控制技术实验平台  

2、THBXD数据采集卡一块

三、实验内容

1、设计一个带尖脉冲干扰信号和正弦信号输入的模拟加法电路；

2、设计并调试一阶数字滤波器；

3、设计并调试高阶数字滤波器。

四、实验记录

1、低阶滤波：

1）4Hz的脉冲干扰信号时，采样频率为20K，缓存设置为8192

2）10Hz的脉冲干扰信号时，采样频率为20K，缓存设置为8192

2、高阶滤波

1）4Hz的脉冲干扰信号时，采样频率为20K，缓存设置为8192

2)10Hz的脉冲干扰信号时，采样频率为20K，缓存设置为8192

…… …… 余下全文

实验三 IIR数字滤波器设计实验报告

一、           实验目的：

1.      通过仿真冲激响应不变法和双线性变换法

2.      掌握滤波器性能分析的基本方法

二、           实验要求：

1.      设计带通IIR滤波器

2.      按照冲激响应不变法设计滤波器系数

3.  按照双线性变换法设计滤波器系数

4.  分析幅频特性和相频特性

5.  生成一定信噪比的带噪信号，并对其滤波，对比滤波前后波形和频谱

三、           基本原理：

㈠ IIR模拟滤波器与数字滤波器

IIR数字滤波器的设计以模拟滤波器设计为基础，常用的类型分为巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）Ⅰ型、切比雪夫Ⅱ型、贝塞尔（Bessel）、椭圆等多种。在MATLAB信号处理工具箱里，提供了这些类型的IIR数字滤波器设计子函数。

（二）性能指标

1.假设带通滤波器要求为保留6000hz~~7000hz频段，滤除小于2000hz和大宇9000hz频段

2.通带衰减设为3Db,阻带衰减设为30dB，双线性变换法中T取1s.

四、           实验步骤：

…… …… 余下全文

南昌航空大学实验报告

20##年   月   日

课程名称：测试技术与信号处理  实验名称   虚拟数字滤波器 

班    级：               姓名：                学号：                 

一、实验目的：

1、在理论学习的基础上，通过本实验熟悉信号的数字滤波器的原理。

2、通过Labview虚拟仪器平台的应用，掌握简单虚拟仪器的设计、运行方法。

二、实验原理：　

数字滤波器（DF）由加法器、乘法器、存储延迟单元、时钟脉冲滤波器及逻辑单元等数字电路构成。它精度高，稳定性好，不存在阻抗匹配问题，可以时分复用，能够完成一些模拟滤波器完成不了的滤波任务。其缺点是需要抽样、量化、编码，以及受时钟频率所限，所能处理的信号最高频率还不够高。另外，由于有限字长效应会造成域设计值的频率偏差、量化和运算噪声及极限环振荡。此次我们要求设计的就是数字滤波器。

三、实验仪器和设备

1、计算机                     １台

…… …… 余下全文

实验7\8基于MATLAB的数字滤波器设计

实验目的：加深对数字滤波器的常用指标和设计过程的理解。

实验原理：低通滤波器的常用指标：

通带边缘频率：，阻带边缘频率： ，通带起伏：，通带峰值起伏： ，阻带起伏：，最小阻带衰减： 。

数字滤波器有IIR和FIR两种类型，它们的特点和设计方法不同。

   在MATLAB中，可以用[b，a]=butter（N,Wn）等函数辅助设计IIR数字滤波器, 也可以用b=fir1(N,Wn,’ftype’) 等函数辅助设计FIR数字滤波器。

实验内容：  利用MATLAB编程设计一个数字带通滤波器，指标要求如下：

通带边缘频率：，，通带峰值起伏：。

阻带边缘频率：，，最小阻带衰减： 。

   分别用IIR和FIR两种数字滤波器类型进行设计。

实验要求：给出IIR数字滤波器参数和FIR数字滤波器的冲激响应，绘出它们的幅度和相位频响曲线，讨论它们各自的实现形式和特点。

实验内容：

IRR代码：

wp=[0.45*pi,0.65*pi];

ws=[0.3*pi,0.75*pi];

Ap=1;

As=40;

[N,Wc]=buttord(wp/pi,ws/pi,Ap,As)  ;

[b,a]=butter(N,Wc)%[b,a] = butter(n,Wn,'ftype')

[H,w]=freqz(b,a);

subplot(211);

mag=abs(H);

plot(w/pi,mag);   

xlabel('角频率(w)');

ylabel('幅度|Ha(j\w)|');

title('IIR|Ha(j\w)|');

grid on;

subplot(212);

phase=angle(H);

…… …… 余下全文