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1、云南大学信息学院 数字信号处理实验报告实验八 数字滤波器实现实验室名称：信息学院2204 实验时间：2015 年 12 月10 日姓 名： 学号 专业：通信工程 指导教师：陶大鹏成绩教师签名： 年 月 日一、实验目的二、实验内容Q8.1程序P8.1设计了什么类型的滤波器？其指标是什么？滤波器的阶数是多少？为了检验仿真，需要计算多少个冲激响应样本？仿真是正确的吗？Q8.2用转置的直接II型仿真滤波器，修改程序P8.1并运行修改后的程序。仿真是正确的吗？Q8.3生成Q8.1中产生的传输函数的一个级联实现，并编写一个程序来仿真它。其中每个单独的部分用一个直接型实现。验证仿真。Q8.5 生成Q8.1中
2、传输函数的一个并联型实现，并编写一个程序来仿真它。每一个单独的部分用直接型实现。验证仿真。Q8.6 生成Q8.1中传输函数的一个并联II型实现，并编写一个程序来仿真它。每一个单独的部分用直接型实现。验证仿真。Q8.7运行程序P8.2并产生被仿真的级联格型结构的传输函数。该传输函数与式（8.35）中的相同吗？Q8.9程序设计了什么类型的滤波器？其指标是什么？滤波器的阶数是多少？形成输入的正弦序列的频率是多少？Q8.10 运行P8.3并产生两个图形。哪种输入成分会在滤波器输出出现？为什么输出序列的开始部分不是一种理想的正弦曲线？修改P8.3，以便纸过滤序列X2n。产生的输出序列和预料的是一样的吗？
3、证明你的答案。Q8.14 程序P8.4设计了什么类型的滤波器？其指标是什么？滤波器的阶数是多少？为了验证仿真，需要多少个冲激响应样本？仿真是正确的吗？Q8.15修改程序P8.4，用直接II型仿真该滤波器，运行修改后的程序。仿真是正确的吗？Q8.16使用程序P8.4生成在习题Q8.4中产生的传输函数的一个级联实现，写出对其仿真的一个程序。其中每一个部分以直接II型实现。验证仿真。三、实验器材及软件1. 微型计算机1台2. MATLAB12.0软件四、实验原理五、实验步骤六、实验记录（数据、图表、波形、程序等）Q8.1% Program P8_1clear all;clc;Wp = 0.4 0.5
4、; Ws = 0.1 0.8; Rp = 1; Rs = 30;N1, Wn1 = buttord(Wp, Ws, Rp, Rs)num,den = butter(N1,Wn1);disp(分子系数是 );disp(num);disp(分母系数是 );disp(den);impres = direct2(num,den,1 zeros(1,4*N1);p,d = strucver(impres,2*N1);disp(实际分子系数是 ); disp(p);disp(实际分母系数是 ); disp(d);运行结果：N1 = 2 Wn1 = 0.3608 0.5421分子系数是 0.0571 0 -
5、0.1143 0 0.0571分母系数是 1.0000 -0.5099 1.2862 -0.3350 0.4479实际分子系数是 0.0571 -0.0000 -0.1143 0.0000 0.0571实际分母系数是 1.0000 -0.5099 1.2862 -0.3350 0.4479Q8.2% Program P8_1clear all;clc;Wp = 0.4 0.5; Ws = 0.1 0.8; Rp = 1; Rs = 30;N1, Wn1 = buttord(Wp, Ws, Rp, Rs)num,den = butter(N1,Wn1);disp(分子系数是 );disp(num
6、);disp(分母系数是 );disp(den);impres = filter(num,den,1 zeros(1,4*N1);p,d = strucver(impres,2*N1);disp(实际分子系数是 ); disp(p);disp(实际分母系数是 ); disp(d);运行结果N1 = 2Wn1 = 0.3608 0.5421分子系数是 0.0571 0 -0.1143 0 0.0571分母系数是 1.0000 -0.5099 1.2862 -0.3350 0.4479实际分子系数是 0.0571 0.0000 -0.1143 0 0.0571实际分母系数是 1.0000 -0.5
7、099 1.2862 -0.3350 0.4479Q8.3% Program P8clear all;clc;Wp = 0.4 0.5; Ws = 0.1 0.8; Rp = 1; Rs = 30;N, Wn = buttord(Wp, Ws, Rp, Rs)num,den = butter(N,Wn);z,p,k = tf2zp(num,den)sos = zp2sos(z,p,k)num1=sos(1,1) sos(1,2) sos(1,3);den1=sos(1,4) sos(1,5) sos(1,6);disp(第一级的分子系数是 );disp(num1);disp(第一级的分母系数是
8、 );disp(den1);num2=sos(2,1) sos(2,2) sos(2,3);den2=sos(2,4) sos(2,5) sos(2,6);disp(第二级的分子系数是 );disp(num2);disp(第二级的分母系数是 );disp(den2);impres1 = direct2(num1,den1,1 zeros(1,2*N);p1,d1 = strucver(impres1,N);disp(第一级的实际分子系数是 ); disp(p1);disp(第一级的实际分母系数是 ); disp(d1);impres2 = direct2(num2,den2,1 zeros(1
9、,2*N);p2,d2 = strucver(impres2,N);disp(第二级的实际分子系数是 ); disp(p2);disp(第二级的实际分母系数是 ); disp(d2);运行结果N = 2 Wn = 0.3608 0.5421sos = 0.0571 0.1143 0.0571 1.0000 0.0877 0.6601 1.0000 -2.0000 1.0000 1.0000 -0.5976 0.6785第一级的分子系数是 0.0571 0.1143 0.0571第一级的分母系数是 1.0000 0.0877 0.6601第二级的分子系数是 1.0000 -2.0000 1.00
10、00第二级的分母系数是 1.0000 -0.5976 0.6785第一级的实际分子系数是 0.0571 0.1143 0.0571第一级的实际分母系数是 1.0000 0.0877 0.6601第二级的实际分子系数是 1.0000 -2.0000 1.0000第二级的实际分母系数是 1.0000 -0.5976 0.6785Q8.5clear all;clc;Wp = 0.4 0.5; Ws = 0.1 0.8; Rp = 1; Rs = 30;N, Wn = buttord(Wp, Ws, Rp, Rs)num,den = butter(N,Wn);r1,p1,k1 = residuez(n
11、um,den);disp(并联I型)disp(留数是);disp(r1);disp(极点是);disp(p1);disp(常数);disp(k1);numI1 = 2*real(r1(1) -2*(real(r1(1)*real(p1(1)+imag(r1(1)*imag(p1(1);denI1 = 1 -2*real(p1(1) real(p1(1)2+imag(p1(1)2;numI2 = 2*real(r1(3) -2*(real(r1(3)*real(p1(3)+imag(r1(3)*imag(p1(3);denI2 = 1 -2*real(p1(3) real(p1(3)2+imag
12、(p1(3)2;disp(并联I型的常数是);disp(k1);disp(并联I型的第一级的分子系数是 );disp(numI1);disp(并联I型的第一级的分母系数是 );disp(denI1);disp(并联I型的第二级的分子系数是 );disp(numI2);disp(并联I型的第二级的分母系数是 );disp(denI2);impresI1 = direct2(numI1,denI1,1 zeros(1,2*N);pI1,dI1 = strucver(impresI1,N);disp(并联I型的第一级的实际分子系数是 ); disp(pI1);disp(并联I型的第一级的实际分母系数
13、是 ); disp(dI1);impresI2 = direct2(numI2,denI2,1 zeros(1,2*N);pI2,dI2 = strucver(impresI2,N);disp(并联I型的第二级的实际分子系数是 ); disp(pI2);disp(并联I型的第二级的实际分母系数是 ); disp(dI2);运行结果如下N = 2 Wn = 0.3608 0.5421并联I型留数是 -0.0235 + 0.1978i -0.0235 - 0.1978i -0.0117 - 0.2132i -0.0117 + 0.2132i极点是 0.2988 + 0.7676i 0.2988 - 0.7676i -0.0438 + 0.8113i -0.0438 - 0.8113i常数 0.1276并联I型的常数是
