雙環(huán)鎖相頻率合成器電路設(shè)計

1、 課 程 設(shè) 計課程設(shè)計名稱： 信號處理類課程設(shè)計 專 業(yè) 班 級 ： 電信1401 學(xué) 生 姓 名 ： 丁 揚 學(xué) 號 ： 201416020104 指 導(dǎo) 教 師 ： 任笑真 課程設(shè)計時間： 2017.7.3-2017.7.6 信號處理類 課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名丁揚專業(yè)班級電信1401學(xué)院名稱信息科學(xué)與工程學(xué)院題 目用雙線性變換法設(shè)計原型低通為切比雪夫II型的數(shù)字IIR低通濾波器課題性質(zhì)其他課題來源自擬指導(dǎo)教師任笑真同組姓名主要內(nèi)容用雙線性變換法設(shè)計原型低通為切比雪夫II型的數(shù)字IIR低通濾波器，要求通帶邊界頻率為400Hz，阻帶邊界頻率分別為500Hz，通帶最大衰減1dB，阻帶最小衰減4

2、0dB，抽樣頻率為2000Hz，用MATLAB畫出幅頻特性，畫出并分析濾波器傳輸函數(shù)的零極點；信號經(jīng)過該濾波器，其中300Hz，600Hz，濾波器的輸出是什么？用Matlab編程卷積函數(shù)驗證你的結(jié)論并給出的圖形。任務(wù)要求1、掌握用雙線性變換法設(shè)計原型低通為切比雪夫II型的數(shù)字IIR低通濾波器的原理和設(shè)計方法。2、求出所設(shè)計濾波器的Z變換。3、用MATLAB畫出幅頻特性圖。4、驗證所設(shè)計的濾波器。參考文獻(xiàn)1、程佩青著，數(shù)字信號處理教程，清華大學(xué)出版社，20012、Sanjit K. Mitra著，孫洪，余翔宇譯，數(shù)字信號處理實驗指導(dǎo)書（MATLAB版），電子工業(yè)出版社，2005年1月3、郭仕劍等

3、，MATLAB 7.x數(shù)字信號處理，人民郵電出版社，2006年審查意見指導(dǎo)教師簽字：教研室主任簽字： 2017 年6 月 30 日 說明：本表由指導(dǎo)教師填寫，由教研室主任審核后下達(dá)給選題學(xué)生，裝訂在設(shè)計（論文）首頁目錄一 設(shè)計原理及設(shè)計思路4二 程序流程圖4三 程序源代碼4四 仿真結(jié)果圖7五 結(jié)果分析或結(jié)論8六 實驗心得8七 參考資料9一 設(shè)計原理及設(shè)計思路在本次實驗中，我們首先將所給的濾波器數(shù)字指標(biāo)轉(zhuǎn)換為模擬指標(biāo)，利用Chebyshev-II型函數(shù)設(shè)計一個Chebyshev-II低通模擬濾波器，然后對所設(shè)計好的Chebvshev-II型低通模擬濾波器進(jìn)行參數(shù)分析，接下來利用雙線性變化法將此模

4、擬低通濾波器轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字低通濾波器。IIR濾波器的設(shè)計包括三個步驟：給出所需要的濾波器的技術(shù)指標(biāo)；設(shè)計一個H(z)使其逼近所需要的技術(shù)指標(biāo)：實現(xiàn)所設(shè)計的H(z)，IIR數(shù)字濾波器設(shè)計的最通用的方法是借助于模擬濾波器的設(shè)計方法。所以IIR數(shù)字低通濾波器的設(shè)計步驟是：按一定規(guī)則將給出的數(shù)字濾波器的技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換為模擬低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)；根據(jù)轉(zhuǎn)換后的技術(shù)指標(biāo)設(shè)計模擬低通濾波器G(s)：再按一定規(guī)則將G(s)轉(zhuǎn)換成H(z)。二 程序流程圖確定數(shù)字低通濾波器的各項性能指標(biāo)數(shù)字低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換成模擬低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)按照模擬低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)設(shè)計模擬低通濾波器利用雙線性變換法將模濾波器轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字

5、低通濾波器利用模擬切比雪夫濾波器設(shè)計數(shù)字濾波器三 程序源代碼clear allclcRp=1;Rs=40;OmegaP1_1=400;OmegaS1_1=500;Fp=2000;Wp1=2*pi*OmegaP1_1/Fp;Ws1=2*pi*OmegaS1_1/Fp;OmegaP1=tan(Wp1/2);OmegaS1=tan(Ws1/2);Eta_P=OmegaP1/OmegaP1Eta_S=OmegaS1/OmegaP1N,Wn = cheb2ord(Eta_P,Eta_S, Rp,Rs, s); num1,den1=cheby2(N,Rs,Wn, s);num2,den2=lp2lp(nu

6、m1,den1,OmegaP1);num,den=bilinear(num2,den2,0.5); z,p,k=tf2zp(num,den); h,w=freqz(num,den,256); g = 20*log10(abs(h); figure(1) subplot(2,1,1); plot(w/pi,g);grid on;axis(0 1 -60 1); xlabel(頻率，Hz);ylabel(增益，db); title(切比雪夫2型低通濾波器)subplot(2,1,2); subplot(2,1,2); zplane(z,p); xlabel(z); ylabel(p); title

7、(傳輸零極點)f1=300,f2=600;N=100;n=0:100; x1=sin(2*pi*f1/Fp*n); x2=sin(2*pi*f2/Fp*n); x=x1+x2; figure(2) subplot(2,2,1); plot(n,x1);grid on; axis(0,N,-3,3); xlabel(t);ylabel(x1); title(x1的波形)subplot(2,2,2); plot(n,x2);grid on; axis(0,N,-3,3); xlabel(t);ylabel(x); title(x2的波形) subplot(2,2,3); plot(n,x);gri

8、d on; axis(0,50*pi,-3,3); xlabel(t);ylabel(x); title(輸入x的波形)y=filter(num,den,x); subplot(2,2,4) plot(n,y);grid on; axis(0,N,-3,3); xlabel(t);ylabel(y); title(濾波器輸出y的波形) h=impz(num,den,600);y=jisuanconv(x,h);figure(3);%繪制輸出y的波形 plot(y); grid on;axis(0,100,-2,2); xlabel(x);ylabel(y); title(輸出信號y的波形)卷積

9、部分代碼function y=jisuanconv(x,h)lx = length(x);lh = length(h);%y_1=conv(x,h)sum =0;lz = lx+lh;for n = 1:lz for k =1:(lz-1) if kn&(n-k)=lh if k=2 y(n-1) =sum; sum=0; endEnd四 仿真結(jié)果圖 圖1-1圖1-2圖1-3五 結(jié)果分析或結(jié)論雙線性變換法：目的：將模擬帶通濾波器轉(zhuǎn)換成數(shù)字高通濾波器為了克服沖激響應(yīng)法可能產(chǎn)生的頻率響應(yīng)的混疊失真，這是因為從S平面到平面是多值的映射關(guān)系所造成的。為了克服這一缺點，可以采用非線性頻率壓縮方法，將整個

10、頻率軸上的頻率范圍壓縮到-/T/T之間，再用z=esT轉(zhuǎn)換到Z平面上。也就是說，第一步先將整個S平面壓縮映射到S1平面的-/T/T一條橫帶里；第二步再通過標(biāo)準(zhǔn)變換關(guān)系z=es1T將此橫帶變換到整個Z平面上去。這樣就使S平面與Z平面建立了一一對應(yīng)的單值關(guān)系，消除了多值變換性，也就消除了頻譜混疊現(xiàn)象六 實驗心得本次課程設(shè)計中，我的任務(wù)是用雙線性變換法設(shè)計切比雪夫型低通數(shù)字濾波器，并應(yīng)用MATLAB軟件進(jìn)行仿真分析。這是數(shù)字信號處理的知識與軟件應(yīng)用相結(jié)合的一次訓(xùn)練，我受益匪淺。通過本次課程設(shè)計，我對平時所學(xué)的知識有了更深入的了解，對MATLAB的應(yīng)用也較以前熟練，知識與應(yīng)用相結(jié)合提高了我的學(xué)習(xí)熱情，在實驗中，確實遇到了一些問題，但通過我們的共同努力最終還是解決了問題，收獲了寶貴的經(jīng)驗