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数字信号综合设计matlab数字带通滤波器

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20

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数字信号处理综合设计
实验报告

一、实验目的:
（1） 深刻理解滤波器的设计指标及根据指标进行数字滤波器设计的过程
（2） 了解滤波器在通信系统中的应用

二、实验步骤：

1.通过SYSTEMVIEW软件设计与仿真工具，设计一个FIR数字带通滤波器，预先给定截止频率和在截止频率上的幅度值， 通过软件设计完后，确认滤波器的阶数和系统函数,画出该滤波器的频率响应曲线，进行技术指标的验证。
基带信号1
建立一个两载波幅度调制与解调的通信系统，将该滤波器作为两个载波分别解调的关键部件，验证其带通的频率特性的有效性.系统框图如下:

sinω1
基带信号1
Χ

+

基带信号2

带通滤波器1
中心频率ω1
带通滤波器2
中心频率ω2
基带信号2
Χ
sinω2
sinω1
Χ
Χ
sinω2
低通滤波
低通滤波

规划整个系统，确定系统的采样频率、观测时间、细化并设计整个系统,仿真调整并不断改进达到正确调制、正确滤波、正确解调的目的.(参考文件zhan3。svu）
（1） 检查滤波器的波特图，看是否达到预定要求；
（2） 检查幅度调制的波形以及相加后的信号的波形与频谱是否正常；
（3） 检查解调后的的基带信号是否正常，分析波形变形的原因和解决措施；
（4） 实验中必须体现带通滤波器的物理意义和在实际中的应用价值。

2。熟悉matlab中的仿真系统；

3。将1。中设计的SYSTEMVIEW(如zhan3。svu)系统移植到matlab中的仿真环境中，使其达到相同的效果；

4。或者不用仿真环境,编写程序实现该系统，并验证调制解调前后的信号是否一致。
实验总共提供三个单元的时间（6节课）给学生，由学生自行学习和自行设计与移植

三、实验内容：
1。使用MATLAB软件中的图形化工具按照zhan3连接带通滤波器、低通滤波器等如下图：

2。其中各参数如下：
（1）Plus Generator设置如下:
脉冲类型为Sample based，幅值1，周期100，脉冲宽度50，采样时间0.001s

(2）载波设置如下：
100HZ的载波：幅度为5，采样时间为0。001s

300HZ的载波：幅度为5，采样时间为0.001s

(3)带通滤波器设置如下：
带通滤波器1:

带通滤波器2：

（4）低通滤波器设置如下:
低通滤波器1:

低通滤波器2：

（5）幅频特性观察窗设置如下：

3。观察结果如下：
（1） 基带信号的产生：
基带信号由一个常数1与一个方波信号相加合成，波形幅度在1和2之间，如下图

(2）基带信号与100HZ载波调制之后的频谱图

（3）基带信号与300HZ载波调制之后的频谱图

（4)两路调制信号相加频谱图:

(5）混合调制波通过解调100hz载波带通滤波器1后的频谱图和波形图

（6）混合调制波通过解调300hz载波带通滤波器2后的频谱图和波形图

(7）解调两路信号后经过低通滤波器之前的频谱图

（8）通过低通滤波器1后的频谱图

（9）通过低通滤波器2后的频谱图

（7）原信号和最后输出的两个波形的比较
增益控制在6倍左右

四、总结与感想
在仿真的时候，数字带通滤波器的设计非常有意思，改变阻带频率和通带频率点会影响波形的增益，最后是一边改变参数,一边参考设置窗口的预览图使100hz和300hz频率点的增益接近0dB，确定带通滤波器的参数.发现带通滤波器的通带设置越窄，最后输出的波形越接近原信号波形，不失真.在综合设计过程中，对FIR滤波器、IIR滤波器参数的不断设置,学会了为了达到不同效果如何进行参数修改并使频谱图等达到希望的状态,加深了我对通信系统中数字信号处理的理解。