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信号处理及应用实验报告

学 院 机械工程及自动化学院

专业方向 机械电子工程

班 级 130714班

学 号

学生姓名 王世强

2016年12月

实验一 模拟滤波器实验

1、有源和无源带通滤波器

频率(Hz)

200

400

600

1K

1.5K

2K

2.5K

3.5K

4.5K

5.5K

7K

10K

U(i) （V）

3.5

3.5

3.5

3.5

3.5

3.5

3.5

3.5

3.5

3.5

3.5

3.5

U(o)1（V）

（无源）

0.42

0.73

0.91

1.09

1.13

1.10

1.05

0.94

0.83

0.73

0.61

0.46

U(o)2（V）

（有源）

0.91

1.87

2.89

5.14

6.54

5.66

4.52

3.09

2.33

1.88

1.45

1.02

画出无源与有源带通滤波器的幅频特性，并分析所测幅频特性与理想幅频特性有何区别？

带通滤波器的实际幅频特性除了存在通带和阻带外，还在两者间存在过渡带，而不是突然下降；幅频特性在通带内并不完全平直；在阻带内幅频特性也不是零值，而是衰减至所允许的偏差范围内。

2、巴特沃斯低通滤波器

频率(Hz)

40

80

100

120

160

200

240

350

U(i) （V）

3

3

3

3

3

3

3

3

U(o)1（V）

N=2

4.53

3.68

3.04

2.46

1.62

1.08

0.77

0.36

U(o)2（V）

N=3

5.94

5.06

3.94

2.77

1.35

0.71

0.41

0.13

U(o)3（V）

N=4

7.45

6.63

5.01

3.11

1.12

0.46

0.22

0.04

填写上表并在同一张图上画出N=2,3,4时的幅频特性。

实验二 数字滤波器实验

1．用窗函数法设计FIR滤波器有哪几个步骤？

答：

（1）计算h

h

（2）选窗函数及窗口长度N

根据给定的阻带衰减要求，确定窗口类型，然后根据相应的过渡带宽度?w确定N,即?w=A2πN，从而有N=2πA?w。式中，A是一个与

（3）截短hd(n)

h

（4）由h(n)求滤波器的H(z)，再求得H(ejw)

2．双线性变换法设计IIR滤波器与冲击响应不变法设计IIR滤波器的区别。

答：冲激响应不变法是使模拟滤波器与数字滤波器的冲激响应互相模仿，从而达到两者频响之间的相互模仿。冲激响应不变法中数字角频率与模拟角频率之间是线性变换，由基本映射z=esiT得到的w=ΩT的频率映射关系使得s平面的虚轴每隔2π/T便映射到z平面的单位圆上一周，是一个多对一的映射

双线性变换法的基本思路是让两种滤波器的输入、输出互相模仿，从而达到频响的互相模仿。双线性法中数字角频率与模拟角频率之间是非线性变换，将s平面的虚轴唯一地映射到z平面的单位圆上，是一个一对一的映射，在任何情况下都不会发生频响混叠的现象，可应用于高通、带阻等各种滤波器的设计。

实验三 MATLAB设计滤波器

试采用MATLAB中的FDATool，设计一个三阶切比雪夫数字高通滤波器。设采样频率fs＝8k Hz，截止频率为fc＝2k Hz（不计4k Hz以上的频率分量）。

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