发布时间 : 星期六 文章数字信号处理实验报告(1)更新完毕开始阅读c23fcbc40640be1e650e52ea551810a6f424c854
也相同。而当N=16时，两序列进行周期延拓后序列不相同，所以其傅里叶级数变换的主值序列也相同，进而DFT变换也不相同。
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实验三 IIR滤波器的设计与信号滤波
１、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）掌握数字滤波器的计算机仿真方法。 （３）通过观察对实际心电图信号的滤波作用，获得数字滤波的感性知识。
２、实验原理
利用双线性变换设计IIR滤波器（只介绍巴特沃斯数字低通滤波器的设计），首先要设计出满足指标要求的模拟滤波器的传递函数H(s)，然后由H(s)通过双线性变换可得所要设计的IIR滤波器的系统函数H(z)。
如果给定的指标为数字滤波器的指标，则首先要转换成模拟滤波器的技术指标，这里主要是边界频率w和w的转换，对?和?指标不作变化。边
21界频率的转换关系为??Ttan(w)。接着，按照模2aapsps拟低通滤波器的技术指标根据相应设计公式求出滤波器的阶数N和3dB截止频率?；根据阶数N查巴特沃斯归一化低通滤波器参数表，得到归一化传输函数H(p)；最后，将p??s代入H(p)去归一，
caac得到实际的模拟滤波器传输函数H(s)。之后，通
21?z过双线性变换法转换公式s?T，得到所要设1?za?1?1 18
计的IIR滤波器的系统函数H(z)。
利用所设计的数字滤波器对实际的心电图采样信号进行数字滤波器。
３、实验步骤及内容
（１）复习有关巴特沃斯模拟滤波器的设计和用双线性变换法设计IIR数字滤波器的内容，用双线性变换法设计一个巴特沃斯IIR低通数字滤波器。设计指标参数为：在通带内频率低于0.2?时，最大衰减小于1dB；在阻带内?0.3?,??频率区间上，最小衰减大于15dB。
（２）以0.02?为采样间隔，绘制出数字滤波器在频率区间?0,?/2?上的幅频响应特性曲线。 （３）用所设计的滤波器对实际心电图信号采样序列（实验数据在后面给出）进行仿真滤波处理，并分别绘制出滤波前后的心电图信号波形图，观察总结滤波作用与效果。
（４）编写程序完成各部分实验内容。
4、实验用MATLAB函数介绍
buttord(); butter(); bilinear();
freqz(); freqs(); filter(); figure(); plot(); stem(); abs();title(); xlabel(); ylabel(); text(); hold on; axis(); grid on; subplot();
５、思考题
（１）用双线性变换法设计数字滤波器过程中，
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变换公式
21?z?1s?T1?z?1 中T的取值， 对设计结果有
无影响? 为什么? （２）如果用脉冲响应不变法设计该IIR数字低通滤波器，程序如何改动？
６、实验报告要求
（１）简述实验目的及实验原理。
（２）编程实现各实验内容，列出实验清单及说明。
（３）由绘制的H(e)特性曲线及设计过程简述双
jw线性变换法的特点。
（４）对比滤波前后的心电图信号波形，说明数字滤波器的滤波过程与滤波作用。 （５）简要回答思考题。
７、心电图信号采样序列x(n)
人体心电图信号在测量过程中往往受到工业高频干扰，所以必须经过低通滤波处理后，才能作为判断心脏功能的有用信息。下面给出的数据是一实际心电图信号采样序列样本x(n)，其中存在高频干扰。本实验中，以x(n)作为输入序列，滤除其中的干扰成分。
x(n)?[-4,-2,0,-4,-6,-4,-2,-4,-6,-6,-4,-4,-6,-6,-2,6,12,8,0-16,-38,-60,-84,-90,-66,-32,-4,-2,-4,8,12,12,10,6,6,6,4,0,0,0,0,0,-2,-4,0,0,0,-2,-2,0,0,-2,-2,-2,-2,0]
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