matlab 信号处理.doc

自己排版吧有些乱一前言二IIR数字滤波器设计思路与步骤三IIR数字滤波器设计方法四 设计实例 与验证分析 信号由三个不同频率的信号组成，对该信号进行采集，假设不知道信号由什么频率的信号组成的，只知道信号由三个不同频率的信号组成；请设计方案将三个信号分离开，要求被衰减的信号要衰减60dB以上，并采用下列的两种方法进行验证。 （1）用MatLab进行仿真验证。 （2）用Simulink进行仿真验证。 信号 由三个不同频率的信号组成，对该信号进行采集，假设不知道信号由什么频率的信号组成的，只知道信号由三个不同频率的信号组成；请设计方案将三个信号分离开，要求被衰减的信号要衰减60dB以上，并采用下列的两种方法进行验证。 （1）用MatLab进行仿真验证。 （2）用Simulink进行仿真验证。程序和图附后。用MATLAB进行仿真验证如附录中的图a到图c：图a为设置的滤波器，其中第一个为低通滤波器，用来分离出频率为50Hz的正弦信号，第二个为设置的带通滤波器，用来分离出频率为100Hz的正弦信号，第三个为设置的带通滤波器，用来分离出频率为1000Hz的正弦信号；图b为分离出来的信号从上至下依次为频率为50Hz的正弦信号、频率为100Hz的正弦信号、频率为1000Hz的正弦信号和原信号；图c为提取的信号的频谱图，从上至下依次为原始信号的频谱、频率为50Hz的信号的频谱、频率为100Hz的信号的频谱和频率为1000Hz的信号的频谱。通过理论分析和计算，可以看出我们设计的滤波器可以很好的实现信号的分离，由此可知，我们设计方案理论上是可行的，但是实际进行设计时还要考虑各种因素，如干扰，误差等因素。用Simulink进行仿真验证如附录中的图d到图h：图d为Simulink仿真设计的框图；图e为滤波后频率为50Hz的信号；图f为滤波后频率为100Hz的信号；图g为滤波后频率为1000Hz的信号；图h为未经滤波的原信号；但是由此仿真出来的有一定的误差，如第一个信号的50Hz的信号可能由于信号频率太低的原因是真很大，至于是什么原因我们也没研究明白，但是我们还会继续努力的。附录Fs = 60*512;t = 0:1/Fs:0.2;y = 5*sin(2*pi*50*t)+2*sin(2*pi*150*t)+10*sin(2*pi*1000*t);Rp = 0.1; Rs = 60;Wp = 60; Ws = 140; n,Wn = ellipord(Wp/(Fs/2),Ws/(Fs/2),Rp,Rs,z); b1,a1 = ellip(n,Rp,Rs,Wn)阿 h1,w1 = freqz(b1,a1,1024,Fs);yn1 = filter(b1,a1,y);Wp1 = 140; Wp2 = 160;Ws1 = 80; Ws2 = 210;Rp = 0.1; Rs = 60;Wp = Wp1,Wp2; Ws = Ws1,Ws2; n2,Wn = ellipord(Wp/(Fs/2),Ws/(Fs/2),Rp,Rs,z); b2,a2 = ellip(n2/2,Rp,Rs,Wn);h2,w2 = freqz(b2,a2,1024,Fs);yn2 = filter(b2,a2,y);Wp1 = 900; Wp2 =1100 ;Ws1 = 300; Ws2 = 2000;Rp = 0.1; Rs = 60;Wp = Wp1,Wp2; Ws = Ws1,Ws2;n3,Wn = ellipord(Wp/(Fs/2),Ws/(Fs/2),Rp,Rs,z);b3,a3 = ellip(n3/2,Rp,Rs,Wn);h3,w3 = freqz(b3,a3,1024,Fs);yn3 = filter(b3,a3,y);figure;subplot(3,1,1);plot(w1(1:200),abs(h1(1:200);grid;xlabel(频率/Hz);ylabel(幅值);subplot(3,1,2);plot(w2(1:200),abs(h2(1:200);grid;xlabel(频率/Hz);ylabel(幅值);subplot(3,1,3);plot(w3(1:200),abs(h3(1:200);grid;xlabel(频率/Hz);ylabel(幅值);figure;subplot(4,1,1);plot(t(1:2000),yn1(1:2000);title(第一个信号50Hz);subplot(4,1,2);plot(t(1:2000),yn2(1:2000);title(第二个信号150Hz);subplot(4,1,3);plot(t(1:200),yn3(1:200);title(第三个信号1kHz);subplot(4,1,4);plot(t(1:1000),y(1:1000);title(原信号);figure;subplot(4,1,1);Xk1 = fft(y(400:4700);N = length(Xk1);f = Fs/N:Fs/N:Fsplot(f(1:200),20*log10(abs(Xk1(1:200);subplot(4,1,2);Xk2 = fft(yn1(400:4700);N = length(Xk2);f = Fs/N:Fs/N:Fsplot(f(1:200),20*log10(abs(Xk2(1:200);subplot(4,1,3);Xk3 = fft(yn2(400:4700);N = length(Xk3);f = Fs/N:Fs/N:Fsplot(f(1:200),20*log10(abs(Xk3(1:200);s