DSP课程设计.doc

1、 三个系统的系统函数分别为h1(s)=5/(5s+1); h2(s)=(4s+5)/s(5s+1);h3(s)= (4s+5)/5s2+5s+5)用simulink来仿真三个系统的阶跃响应，并分析系统的稳定性2、 3、 设一序列中含有两种频率成分，f1=2hz，f2=2.05hz，采样频率为fs=10Hz，即x(n)=sin(2f1n/fs)+ sin(2f2n/fs)，分析其频谱。clear;f1=2;f2=2.05;fs=10;Ts=1/fs;Tp=20;N=fs*Tp;n=0:N-1;xn=sin(2*pi*f1/fs*n)+sin(2*pi*f2/fs*n);Xk=fft(xn,N);stem(n,abs(Xk),.)xlabel(k);ylabel(|X|)4、 IIR滤波器的设计脉冲响应不变法、双线性变换法设计IIR数字巴特沃斯低通数字滤波器。例如：通带截止频率0.2*pi,阻带截止频率0.3*pi,通带波动1dB；在频率0.3到之间的阻带衰减大于10dB。T=1;wp=0.2*pi/T;ws=0.3*pi/T;rp=1;rs=10;N,wc=buttord(wp,ws,rp,rs,s);B,A=butter(N,wc,s);Bz,Az=impinvar(B,A);freqz(Bz,Az)wp=0.2*pi;ws=0.3*pi;rp=1;rs=10;N,wc=buttord(wp/pi,ws/pi,rp,rs);B,A=butter(N,wc);freqz(B,A)5、 设计一个高通数字滤波器，要求通带截止频率p=0.8rad,通带最大衰减p=3db,阻带截止频率s=0.5rad，阻带最小衰减s=18db。wp=0.8*pi;rp=3;ws=0.5*pi;rs=18;N,wp=cheb1ord(wp/pi,ws/pi,rp,rs);Bz,Az=cheby1(N,rp,wp,high);freqz(Bz,Az)6、 FIR滤波器的设计用窗函数法设计FIR数字低通滤波器。假设N=11，wc=0.2*rad。N=11;wc=0.2*pi;n=(0:N-1);hn=fir1(N-1,wc/pi);subplot(211)stem(n,hn)xlabel(n);ylabel(hn)Hz=fft(hn,1024);n1=(0:1024-1);subplot(212)plot(n1/1024*2,abs(Hz)xlabel(w);ylabel(幅度)七.使用MATLAB进行功率谱的噪声分析（功率谱：信号频谱幅度|Xk|2/N）如：有一被噪声污染的信号很难看出他所包含的频率分量，如一个由50Hz和120Hz正弦信号构成的信号，受随机噪声的干扰，采样频率为1000Hz，要求用Matlab 对信号进行功率谱估计。f1=50;f2=120;Fs=1000;Ts=1/fs;Tp=1;N=Tp*Fs;n=(0:N-1);xn=sin(2*pi*f1*n*Ts)+sin(2*pi*f2*n*Ts);N1=1024;Xk=fft(xn,N1);X=abs(Xk).2/N;n1=(0:N1-1);subplot(2,1,1)plot(2*n1/N1,X);wn=4*randn(size(n);YK=fft(xn+wn,N1);Y=abs(YK).2/N;subplot(2,1,2)plot(2*n1/N1,Y)八.模拟信号x(t)=2sin(4t)+5cos(8t)，在其中加入噪音w(t)，试比较有无噪音时的信号谱。从频谱分析看这种噪音不会影响信号的检测。f1=2;f2=4;Fs=100;Ts=1/Fs;Tp=10;N=Tp*Fs;n=(0:N-1);xn=2*sin(2*pi*f1*n*Ts)+5*cos(2*pi*f2*n*Ts);N1=1024;Xk=fft(xn,N1);n1=(0:N1-1);subplot(2,1,1)plot(2*n1/N1,abs(Xk);xlabel(w/pi);ylabel(|Xk|)wn=2*randn(size(n);Yk=fft(xn+wn,N1);subplot(2,1,2)plot(2*n1/N1,abs(Yk)xlabel(w/pi);ylabel(|Yk|)九.设计一个梳状滤波器，用于滤除心电图采集信号中的50hz电源及其谐波干扰。心电图信号采集频率用200hz.f1=50;fs=200;w1=2*pi*f1/fs;N=2*pi/w1;a=0.9;B=1,0,0,0,-1;A=1,0,0,0,-a;freqz(B,A,whole);十.设信号： x(t)=s(t)+u(t),其中u(t)是干扰信号，s(t)+u(t)的频谱不混叠，其幅度谱如图所示，要求设计一数字滤波器，将干扰滤除掉，指标是允许|s(f)|在0f20Khz,衰减大于40db(1=0.01）,希望分别用FIR 和IIR两种滤波器进行滤除干扰，最后进行比较。clear;fc=15000;fs=20000;Fs=80000;f=fc,fs;m=1,0;dev=0.02,0.01;N,f0,m0,w=remezord(f,m,dev,Fs);N=N+1;hn=remez(N,f0,m0,w);hw=fft(hn,512);w=0:511;w=2*w/512;subplot(2,1,1)plot(w,20*log10(abs(hw);xlabel(w/pi);ylabel(幅度(dB);subplot(2,1,2)plot(w,angle(hw)xlabel(w/pi);ylabel(相位(rad);clear;Wp=3/8;dev1=0.02;Ws=0.5;Rp=20*log10(1+dev1)/(1-dev1);Rs=40;N,wc=ellipord(Wp,Ws,Rp,Rs);b,a=ellip(N,Rp,Rs,wc);hw,w=freqz(b,a);subplot(2,1,1)plot(w/pi,20*log10(abs(hw);xlabel(w/pi);ylabel