03DSP研究性學習報告數(shù)字濾波器設計

1、數(shù)字信號處理課程研究性學習報告姓名 學號 同組成員 指導教師 時間 數(shù)字濾波器設計專題研討【目的】(1) 掌握iir和fir數(shù)字濾波器的設計方法及各自的特點。(2) 掌握各種窗函數(shù)的時頻特性及對濾波器設計的影響。(3) 培養(yǎng)學生自主學習能力，以及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力?！狙杏戭}目】 基本題 1iir 數(shù)字濾波器設計設計一個iir數(shù)字低通濾波器，其能取代下列指標的模擬低通濾波器(系統(tǒng)的抽樣頻率為44.1khz) fp=2khz， fs=10khz , ap=0.5db, as=50db(1) 分別用雙線性變換和沖激響應不變法設計一個bw型數(shù)字低通濾波器，并進行比較。(2) 用雙線性變

2、換分別設計chebyshev i型chebyshev i i型和橢圓型數(shù)字低通濾波器，并進行比較?！緶仨嗵崾尽吭跀?shù)字濾波器的設計中，不管是用雙線性變換法還是沖激響應不變法，其中的參數(shù)t的取值對設計結果沒有影響。但若所設計的數(shù)字濾波器要取代指定的模擬濾波器時，則抽樣頻率（或抽樣間隔t）將對設計結果有影響?！驹O計步驟】【仿真結果】所設計濾波器的幅度響應和相位響應bw型、chebyshev i型、chebyshev i i型和橢圓型濾波器的零極點分布【結果分析】雙線性變換和沖激響應不變法所設計的濾波器的性能有什么不同。bw型、chebyshev i型、chebyshev i i型和橢圓型濾波器的零極

3、點分布各有什么特點?！咀灾鲗W習內容】【閱讀文獻】【發(fā)現(xiàn)問題】 (專題研討或相關知識點學習中發(fā)現(xiàn)的問題)：【問題探究】【仿真程序】【研討題目】 基本題 2窗函數(shù)研究分析矩形窗、漢納窗、哈明窗、布萊克曼窗、凱澤窗的頻域特性，并進行比較?！绢}目分析】【仿真結果】【結果分析】各種窗有何特點?【自主學習內容】【閱讀文獻】【發(fā)現(xiàn)問題】 (專題研討或相關知識點學習中發(fā)現(xiàn)的問題)：【問題探究】在譜分析中如何選擇窗函數(shù)，在濾波器設計中如何選擇窗函數(shù)？【仿真程序】【研討題目】 基本題 3 窗函數(shù)法設計fir 數(shù)字濾波器(1)分別用blackman窗和kaiser窗法設計一個滿足下列指標的線性相位的fir低通濾波器

4、wp=0.4p rad, ap=0.5 db, ws=0.6p rad, as=55db (2)（m5-5）在用窗口法設計fir濾波器時，由于理想濾波器的幅度響應在截頻處發(fā)生突變，使得設計出的濾波器的幅度響應發(fā)生振蕩，這個現(xiàn)象被稱為gibbs現(xiàn)象。解決這個問題的一個方案是本書中介紹的用逐步衰減的窗函數(shù)。另一個方案是使理想濾波器過渡帶為漸變的，如下圖所示具有線性過渡帶的理想低通濾波器的頻率響應，試用窗口法設計逼近該頻率響應的fir濾波器。 題3圖【(2)單位脈沖響應證明】試證該濾波器的單位脈沖響應為其中：，【設計步驟】【仿真結果】所設計濾波器的幅度響應和相位響應【結果分析】【自主學習內容】【閱讀

5、文獻】【發(fā)現(xiàn)問題】 (專題研討或相關知識點學習中發(fā)現(xiàn)的問題)：【問題探究】通過實驗討論如何控制濾波器的阻帶衰減【仿真程序】【研討題目】 中等題 4頻率取樣法fir 數(shù)字濾波器（1）（m5-6）利用頻率取樣法設計某i型線性相位帶通fir濾波器，其通帶截頻分別為wp1=0.3p rad, wp2=0.5p rad（2）（m5-7）在通帶和阻帶間增加1個過渡點，重新設計該濾波器。過渡點的最佳幅度由實驗確定?！驹O計步驟】【仿真結果】【結果分析】濾波器的阻帶衰減，濾波器的階數(shù)與設計結果的關系?！咀灾鲗W習內容】【閱讀文獻】【發(fā)現(xiàn)問題】 (專題研討或相關知識點學習中發(fā)現(xiàn)的問題)：【問題探究】如何確定過渡點的

6、最佳幅度?！痉抡娉绦颉俊狙杏戭}目】 中等題 5設計幅度響應逼近下圖所示的數(shù)字高通濾波器，其中wc=0.5p。要求：(1) 將該數(shù)字高通濾波器設計成iir數(shù)字濾波器，具體要求：分別設計成bw型、cbi型、cbii型和橢圓型濾波器，并比較設計結果。(2) 將該數(shù)字高通濾波器設計成fir數(shù)字濾波器，具體要求：a. 采用窗函數(shù)法，分別利用矩形窗、漢納窗、哈明窗、布萊克曼窗、凱澤窗截斷，并將設計結果進行分析比較。b. 采用頻率取樣法，討論過渡點對濾波器阻帶衰減的影響。c. 采用parks-mcclellan算法。d. 比較窗函數(shù)法、頻率取樣法和parks-mcclellan算法所設計的fir濾波器。(3) 所設計的iir和fir數(shù)字濾波器應具有基本相同的幅度響應。根據(jù)設計結果，從幅度響應、相位響應、濾波器階數(shù)等對兩類濾波器進行分析比較。【數(shù)字高通濾波器設計指標】【設計步驟】【仿真結果】【結果分析】【自主學習內容】【閱讀文獻】【發(fā)現(xiàn)問題】 (專題研討或相關知識點學習中發(fā)現(xiàn)的問題)：【問題探究】【仿真程序】電子文件提交說明:文件名 學號_姓名_dsp2 (每組在文件名