实验三 IIR数字滤波器设计

实验三IIR数字滤波器 1.实验目的 ?熟悉双线性法设计IIR数字滤波器的原理和方法 ?掌握数字滤波器的计算机仿真方法 ?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认识 ?了解Matlab软件中sptool信号处理工具箱的使用 2.实验原理 参考资料: ?《数字信号处理教程》第三版程佩青清华大学出版社 ?《离散时间信号处理》第二版奥本海姆西安交通大学出版社 ?《数字信号处理理论、算法与实现》第二版胡广清华大学出版社 ?《数字信号处理实验指导书(MATLAB版)》Sanjit K.Mitra 电子工业出版社 老师联系方式:李磊lilei@zzu.edu.cn 3.实验内容与步骤 3.1.实验步骤 ?复习有关巴特沃思滤波器设计和用双线性法设计IIR数字滤波器的内容 ?根据实验内容给出的指标求出巴特沃思滤波器的阶数和3db截止频率wc ?根据上机实验内容编写主程序 (1)编写程序设计满足指标的巴特沃斯数字滤波器 (2)编写仿真程序,用设计的滤波器对心电图信号滤波,分析滤波结果 ?上述问题和步骤使用Matlab附带的sptool信号处理工具箱处理 ?写出实验报告 3.2.上机实验内容 ?用双线性法设计巴特沃思数字低通滤波器,设计指标为:通带截止频率0.2π,通带内最大波纹1db,阻带开始频率0.3π,阻带最小衰减15db。信号的采集频率fs=50 Hz ?绘制滤波器的幅频响应图,频率以w为横坐标。 ?用设计的滤波器对心电图信号进行仿真滤波,绘制滤波前后的心电图信号波形和频谱,观察滤波作用和效果。 ?上述问题使用Matlab附带的sptool信号处理工具箱处理,显示出时域波形,滤波器设计界面和结果,处理后信号的时域波形,处理前后信号的频谱 4.思考题 ?本实验中用双线性法设计数字滤波器的映射公式s=(2/T)(1-z-1)/(1+z-1)中的T对设计结果有无影响?为什么? ?滤波前后心电图的波形有何不同?为什么? 5.实验报告要求 ?实验报告按照上述报告内容书写到报告纸上,其中实验原理一栏简述实验所用到的数字信号处理理论。 ?画出主程序流程图,实验所用到的代码手写到报告中,其中生成的各种图形打印到A4纸上作为实验报告的附录内容。下面标明图表的标号,在文中明确指出所指图表的标号。 ?回答思考题 ?教学周第13周和14周周三下午第7、8节课到物理工程学院电子科技实验楼4楼N409房间上机实验。第15周周一上课交实验报告。 6.附录 实际心电图采样序列样本: -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,-4,8,12,12,1 0,6,6,6,4,0,0,0,0,0,-2,-4,0,0,0,-2,-2,0,0,-2,-2,-2,-2,0