数字信号处理第6章作业答案

发布 2022-09-02 23:21:28 阅读 6553

《数字信号处理》第6章课后作业答案。

1)已知iir数字滤波器的系统函数为 (1)试写出滤波器的差分方程,并分别画出直接i型、直接ⅱ型、转置直接ⅱ型、级联型和并联型结构图。

解:经化解原式可得:

直接i型:直接ⅱ型:

级联型:注意,对于级联型,一定要化成负幂次,再写系数!

经对原式进行分解得:

并联型:注意:系数b,a是的系数!

b=[0,0,16,-40,16];

a=[8,-10,6,-1,0];

k,z,d]=residue(b,a)

kk1=[k(1),k(2)];

zz1=[z(1),z(2)];

b2,a2]=residue(kk1,zz1,0)

经原式分解得:

matlab程序:

clear;

fp=5000;

wp=2*pi*fp;

fs=10000;

ws=2*pi*fs;

ap=3;as=30;

[n,wc]=cheb1ord(wp,ws,ap,as,'s');

[b,a]=cheby1(n,ap,wc,'s')

freqs(b,a);

系统函数:

图:6.6试设计一个巴特沃斯型模拟带通滤波器,并用matlab 验证结果,要求带宽为200hz,中心频率为1000hz,通带内衰减不大于3db,在频率小于830hz或大于1200hz处的衰减不小于25db.

解:1) 模拟带通滤波器的技术指标要求为:

=400πrad/s; =2210πrad/s; =3db; =25db;

因为: =400π; 4000000π2;

所以可得: =2210πrad/s; =1810πrad/s;

=2400πrad/s; =ll1810πrad/s;

2) 归一化频率为:

3)归一化原型模拟低通滤波器的技术指标要求为:

4)设计归一化原型低通滤波器:

5)查表得:

matlab程序:

fp=[905,1105];

fs=[830,1200];

wp=2*pi*fp;

ws=2*pi*fs;

ap=3;as=25;

n,wc]=buttord(wp,ws,ap,as,'s');巴特沃斯型模拟带通滤波器。

b,a]=butter(n,wc,'s');

f=500:1500;

w=2*pi*f;

h=freqs(b,a,w);

subplot(2,1,1);

plot(f,20*log10(abs(h)))

grid on;

axis([500,1500,-80,5]);

xlabel('f/hz');

ylabel('幅度/db');

subplot(2,1,2);

plot(f,angle(h));

grid on;

axis([500,1500,-5,5]);

xlabel('f/hz');

ylabel('相位/db');

解:matlab程序:

clear;

b=[1,1];

a=[1,5,6];

fs=10;

b,a]=impinvar(b,a,fs);

h,w]=freqz(b,a,'whole');

plot(w/pi,20*log10(abs(h)))

6.8试用双线性变换法设计一个巴特沃斯型低通数字滤波器,并用matlab,验证结果,给定技术指标为采样频率为1000hz。

解: (1) 数字低通滤波器的技术指标要求为。

采用双线性变换法,相应的模拟低通滤波器的技术指标为:

2) 设计对应摸拟滤波器并求其指标。

matlab程序:

clear;

clc;fs=1000;

wp=2*pi*100/fs;

ws=2*pi*300/fs;

ap=3;as=20;

wap=2*fs*tan(wp/2);

was=2*fs*tan(ws/2);

n,wc]=buttord(wap,was,ap,as,'s')

b,a]=butter(n,wc,'s');

b,a]=bilinear(b,a,fs);

h,w]=freqz(b,a);

plot(w*fs/2/pi,abs(h));

6.9解:本题选用双线性变换法设计巴特沃斯型数字高通滤波器。

1)数字高通滤波器的技术指标要求为。

2)采用双线性变换法,相应的模拟低通滤波器的技术指标为:

3) 设计对应摸拟滤波器并求其指标:

程序:ap=3;

as=20;

fs=1;wp=0.8*pi;

ws=0.44*pi;

wap=2*fs*tan(wp/2);

was=2*fs*tan(ws/2);

n,wac]=buttord(wap,was,ap,as,'s')

b,a]=butter(n,wac,'high','s');

b,a]=bilinear(b,a,fs);

freqz(b,a);

数字信号 第6章作业

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