数字信号处理课程研究性学习报告

《数字信号解决》课程研究性学习报告姓名学号同组成员指导教师时间数字滤波器设计专题研讨【目的】掌握IIR和FIR数字滤波器的设计方法及各自的特点。掌握各种窗函数的时频特性及对滤波器设计的影响。培养学生自主学习能力，以及发现问题、分析问题和解决问题的能力。【研讨题目】基本题IIR数字滤波器设计设计一个IIR数字低通滤波器，其能取代下列指标的模拟低通滤波器系统的抽样频率为44.1kHz)f=2kHz,f=10kHz,A=0.5dB,A=50dBpsps⑴分别用双线性变换和冲激响应不变法设计一个BW型数字低通滤波器，并进行比较。(2)用双线性变换分别设计ChebyshevI型ChebyshevI型和椭圆型数字低通滤波器，并进行比较。【温磬提醒】在数字滤波器的设计中，不管是用双线性变换法还是冲激响应不变法，其中的参数T的取值对设计结果没有影响。但若所设计的数字滤波器要取代指定的模拟滤波器时，则抽样频率(或抽样间隔T)将对设计结果有影响。【设计环节】【仿真结果】所设计滤波器的幅度响应和相位响应BW型、Chebyshev型、ChebyshevI型和椭圆型滤波器的零极点分布【结果分析】双线性变换和冲激响应不变法所设计的滤波器的性能有什么不同。BW型、Chebyshev型、ChebyshevI型和椭圆型滤波器的零极点分布各有什么特点。【自主学习内容】【阅读文献】【发现问题】专题研讨或相关知识点学习中发现的问题）：【问题探究】【仿真程序】【研讨题目】基本题窗函数研究分析矩形窗、汉纳窗、哈明窗、布莱克曼窗、凯泽窗的频域特性，并进行比较。【题目分析】【仿真结果】【结果分析】各种窗有何特点?【自主学习内容】【阅读文献】【发现问题】专题研讨或相关知识点学习中发现的问题）：【问题探究】在谱分析中如何选择窗函数，在滤波器设计中如何选择窗函数?【仿真程序】【研讨题目】基本题窗函数法设计FIR数字滤波器分别用Blackman窗和Kaiser窗法设计一个满足下列指标的线性相位的FIR低通滤波器p=0.4rad,Ap=0.5dB,s=°.6rad,入、=55北(M5-5)在用窗法设计FIR滤波器时，由于抱负滤波器的幅度响应在截频处发生突变，使得设计出的滤波器的幅度响应发生振荡，这个现象被称为Gibbs现象。解决这个问题的一个方案是本书中介绍的用逐步衰减的窗函数。另一个方案是使抱负滤波器过渡带为渐变的，如下图所示具有线性过渡带的抱负低通滤波器的频率响应，试用窗法设计逼近该频率响应的FIR滤波器。题3图题3图【(2)单位脉冲响应证明】试证该滤波器的单位脉冲响应为,hL[k] ,hL[k] 2：in^k/2)sin(其中：△其中：△， ( )/2sp c ps【设计环节】【仿真结果】所设计滤波器的幅度响应和相位响应【结果分析】【自主学习内容】【阅读文献】【发现问题】专题研讨或相关知识点学习中发现的问题)：【问题探究】通过实验讨论如何控制滤波器的阻带衰减As【仿真程序】【研讨题目】中档题频率取样法FIR数字滤波器(M5-6)运用频率取样法设计某I型线性相位带通FIR滤波器，其通带截频分别为p1=0.3rad,p2=0.5rad(M5-7)在通带和阻带间增长1个过渡点，重新设计该滤波器。过渡点的最佳幅度由实验拟定。【设计环节】【仿真结果】【结果分析】滤波器的阻带衰减，滤波器的阶数与设计结果的关系。【自主学习内容】【阅读文献】【发现问题】专题研讨或相关知识点学习中发现的问题):【问题探究】如何拟定过渡点的最佳幅度。【仿真程序】【研讨题目】中档题设计幅度响应逼近下图所示的数字高通滤波器，其中c=0.5。规定：将该数字高通滤波器设计成IIR数字滤波器，具体规定：分别设计成BW型、CBI型、CBII型和椭圆型滤波器，并比较设计结果。将该数字高通滤波器设计成FIR数字滤波器，具体规定：采用窗函数法，分别运用矩形窗、汉纳窗、哈明窗、布莱克曼窗、凯泽窗截断，并将设计结果进行分析比较。采用频率取样法，讨论过渡点对滤波器阻带衰减的影响。采用Parks-McClella算法。比较窗函数法、频率取样法和Parks-McClella算法所设计的FIR滤波器。所设计的IIR和FIR数字滤波器应具有基本相同的幅度响应。根据设计结果，从幅度响应、相位响应、滤波器阶数等对两类滤波器进行分析比较。AH(ej)HP_1n11ncc【数字高通滤波器设计指标】【设计环节】【仿真结果】【结果分析】【自主学习内容】【阅读文献】【发现问题】专题研讨或相关知识点学习中发现的问题):【问题探究】【仿真程序】电子文献提交说明：文献名学号-姓名-DSP3（每组