DSP課后習(xí)題答案 李建

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1、f《數(shù)字信號處理》課程研究性學(xué)習(xí)報告姓名學(xué)號同組成員指導(dǎo)教師時間IIR和FIR濾波器設(shè)計專題研討【目的】(1)掌握根據(jù)濾波器指標(biāo)設(shè)計IIR和FIR數(shù)字濾波器的原理和方法。(2)熟悉通過IIR和FIR數(shù)字濾波器進(jìn)行實際系統(tǒng)設(shè)計的方法。(3)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，以及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。【研討題目】1.分別用脈沖響應(yīng)不變法和雙線性變換法設(shè)計一個數(shù)字低通濾波器。模擬低通濾波器用BW型低通濾波器。設(shè)系統(tǒng)的抽樣頻率為44.1kHZ。所設(shè)計的數(shù)字濾波器要能取代具有下列指標(biāo)的模擬低通濾波器?！绢}目分析】本題討論模擬濾波器和

2、數(shù)字濾波器的設(shè)計。比較兩種方法設(shè)計的濾波器的特性。【IIR模擬濾波器設(shè)計的基本方法】【仿真結(jié)果】【結(jié)果分析】【自主學(xué)習(xí)內(nèi)容】【閱讀文獻(xiàn)】【發(fā)現(xiàn)問題】(專題研討或相關(guān)知識點學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的問題)：【問題探究】【仿真程序】2．分別用Hamming窗，Blackman窗和Kaiser窗設(shè)計，滿足下列指標(biāo)的FIR低通濾波器：(1)畫出所設(shè)計濾波器的幅頻響應(yīng)。(2)比較這三種窗的設(shè)計結(jié)果?！绢}目分析】本題討論窗函數(shù)法設(shè)計數(shù)字FIR濾波器。結(jié)合課本分析不同窗函數(shù)法的設(shè)計結(jié)果?！綟IR模擬濾波器設(shè)計的基本方法】【仿真結(jié)果】【結(jié)果分析】【自主學(xué)

3、習(xí)內(nèi)容】【閱讀文獻(xiàn)】【發(fā)現(xiàn)問題】(專題研討或相關(guān)知識點學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的問題)：【問題探究】【仿真程序】3．附件給出了一段含有噪聲的音頻信號。（1）分析該信號的頻譜特點。（2）通過脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計一個濾波器對其進(jìn)行處理，得到有用信息，自主確定各項指標(biāo)。（3）使用雙線性變換法重做（2）。（4）試定量比較上述兩種濾波器的各項性能，畫出能說明性能差異的相關(guān)圖形，對比并解釋。（5）通過不同窗函數(shù)法設(shè)計FIR濾波器對其進(jìn)行處理，比較不同窗函數(shù)的濾波效果，給出分析和結(jié)論。（選做）(6)請嘗試采用其它的音頻信號，混入不同的噪聲，利用所學(xué)的濾波

4、方法進(jìn)行分析，會得到什么樣的效果？【題目分析】本題討論用IIR和FIR數(shù)字濾波器進(jìn)行實際系統(tǒng)設(shè)計的方法?！痉抡娼Y(jié)果】【結(jié)果分析】對幾種濾波器得到的音頻信號進(jìn)行對比?！咀灾鲗W(xué)習(xí)內(nèi)容】【閱讀文獻(xiàn)】【發(fā)現(xiàn)問題】(專題研討或相關(guān)知識點學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的問題)：【問題探究】在IIR濾波器設(shè)計過程中，由于利用指標(biāo)數(shù)據(jù)的不同，造成裕量的出現(xiàn)。討論利用不同指標(biāo)出現(xiàn)裕量對濾波器性能的影響，以及如何有效地利用它？在FIR濾波器設(shè)計過程中，由于所選用窗函數(shù)的不同，導(dǎo)致對信號濾波的效果不同。本題的語音信號加入的是雙頻噪聲，討論如果對信號加入其它形式的噪聲

5、，采用何種濾波器更合適?！痉抡娉绦颉縖y,fs,bits]=wavread('C:UsersbcDesktopDPSPPThello');sound(y,fs,bits);Y=fft(y,50);subplot(421);plot(y);title('聲音信號的波形');subplot(422)plot(abs(Y));title('聲音信號的頻譜×');T=2;fs=1/T;Wp=0.25*pi/T;Ws=0.35*pi/T;Ap=20*log10(1/0.9);As=20*log10(1/0.18);[N,Wc

6、]=buttord(Wp,Ws,Ap,As,'s');[B,A]=butter(N,Wc,'s');W=linspace(0,pi,400*pi);hf=freqs(B,A,W);subplot(4,2,3);plot(W/pi,abs(hf)/abs(hf(1)));gridon;title('巴特沃斯模擬濾波器');xlabel('Frequency/Hz');ylabel('Magnitude');[D,C]=impinvar(B,A,fs);Hz=freqz(D,C,W);subplot(4,2,4);plot(W/

7、pi,abs(Hz)/abs(Hz(1)));gridon;title('巴特沃斯數(shù)字濾波器');xlabel('Frequency/Hz');ylabel('Magnitude');G=filter(hf,1,y)subplot(4,2,5)plot(G)電子文件提交說明:文件名學(xué)號＋姓名＋研討題目(每組在文件名上只需提供一個學(xué)號和姓名)文件格式MicrosoftWord2003或以下版本建議用Office套裝軟件Visio進(jìn)行繪圖。Matlab所繪圖形可在Visio環(huán)境下ungroup后進(jìn)行編輯。