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文本内容:
率Rp=l;R=20;Nn=513;%通带波纹和阻带衰减以及绘制频率特性的数据点数[Order,Wn]=cheblordwp,w,Rp,R;%求取数字滤波器的最小阶数和归一化截止频率[b,a]=chebyl Order,Rp,Wn;%按最小阶数、截止频率、通带波纹和阻带衰减设计滤波器figure2;[H,f]=freqz b,a,Nn,F;%按传递函数系数、数据点数和采样频率求得滤波器的频率特性yl=filtfilt b,a,某t;ubplot2,1,1,plot f,20某loglOabH;%画出宽带滤波器的幅频特性某label\lambda7;ylabel,A\lambda/db7;title,宽频带滤波器幅频特性;gridon;ubplot2,1,2,plot f,angle H%画出宽带滤波器的相频特性某label频率/Hz,;ylabel相位/%;title宽频带滤波器相频特性;gridon;%已知宽频带地震仪的频率特性,恢复地面运动[H,f]=freqzb,a,N,F,whole;%得到地震仪的特性某f=zerol,N;fori=l:Nif Hi
1.Oe-4某fi=Yfi./Hi;%得到地面运动的频率域表示endendfigure3;某t=real ifft某f;%得到地面运动ubplot2,1,1;plot t,某t,;某label时间/;ylabel振幅;titlez地面运动时域图;gridon;ubplot2,1,2;plot t,某t,g;某label时间/;ylabel振幅;title原始信号;gridon;%设计一个椭圆宽带滤波器,假定为宽频带地震仪w=[
0.
0000125.0]某2/F;wp=[
0.
00125.0]某2/F;%通带和阻带边界频率归一化频率Rp=l;R=50;Nn=512;%通带波纹和阻带衰减以及绘制频率特性的数据点数[Order,Wn]=ellipord wp,w,Rp,R;%求取数字滤波器的最小阶数和归一化截止频率[b,a]=ell ipOrder,Rp,R,Wn;%按最小阶数、截止频率、通带波纹和阻带衰减设计滤波器figure4[H,f]=freqz b,a,Nn,F;%按传递函数系数、数据点数和采样频率求得滤波器的频率特性ubplot率1,1,plot f,20某loglO ab H某label z频率/Hz;ylabel振幅/dB;gridon;ubplot2,1,2,plotf,180/pi某unwrapangleH某label频率/Hz;ylabel z相位/%;gridon;y率iltfilt b,a,某t;%在宽带滤波器上的输出figure5ubplot2,1,1,plot t,某t某label时间/,title输入信号;ylabel振幅,;gridon;ubplot2,1,2,plot t,y某label时间/,title椭圆宽带滤波器输出信号;ylabel振幅;gridon;figure6ubplot2,1,1,plot t,yl,g;某label时间/,,titled切比雪夫1型宽频带滤波器输出信号;ylabel,振幅;gridon;ubplot2,1,2,plot t,y,r某label时间/椭圆宽带滤波器输出信号;ylabel振幅;gridon;%仿真到长周期地震仪上,长周期地震仪用一个巴特沃思滤波器来表示---------------w=
0.1某2/F;wp=
0.02某2/F;%通带和阻带边界频率归一化频率Rp=l;R=30;Nn=512;%通带波纹和阻带衰减以及绘制频率特性的数据点数[Order,Wn]二buttord wp,w,Rp,R;%求取数字滤波器的最小阶数和归一化截止频率[b,a]=butter Order,Wn;%按最小阶数、截止频率、通带波纹和阻带衰减设计滤波器figure7;[H2,f]=freqzb,a,Nn,F;%按传递函数系数、数据点数和采样频率求得滤波器的频率特性ubplot2,1,1,plot f,20某loglOab H2;某label\lambda7;ylabelA\lambda/dbz;title z长周期窄带滤波器幅频特性;gridon;ubplot2,1,2,plot f,angle H2;某label频率/Hz7;ylabel7相位/%长周期窄带滤波器相频特性jgridon;figure8;y2=filtfilt b,a,某t;%在窄带滤波器上的输出[H2,f]=freqz b,a,N,F,whole7;%得到地震仪的特性Yf2=zerol,N;fori=l:Nif abH2il.Oe-4%为了防止H值太小将该频率的信号放大Yf率i信fi.某H2i./Hi;%得到仿真结果endend某2二1£2丫£2;山^112,1,1*11:0,丫2,8;%绘制实际输出信号某label/时间/;ylabel,振幅;title长周期地震仪实际输出‘;gridon;ubplot2,1,2;plot t,real某2,r;%绘制仿真输出信号title长周期地震仪仿真输出;某label时间1;ylabel,振幅,;gridon;%仿真到长周期地震仪上,长周期地震仪用一个窄带椭圆滤波器来表示w=
0.1某2/F;wp=
0.02某2/F;%通带和阻带边界频率归一化频率Rp=1;R=30;Nn=5121%通带波纹和阻带衰减以及绘制频率特性的数据点数[Order,Wn]二eHipordwp,w,Rp,R;%求取数字滤波器的最小阶数和归一化截止频率[b,a]=ellipOrder,Rp,R,Wn;%按最小阶数、截止频率、通带波纹和阻带衰减设计滤波器figure9yl=filtfilt b,a,某t;%在窄带滤波器上的输出[Hl,f]=freqzb,a,N,F,whole,;%得到地震仪的特性某某l=zerol,N;forii=l:Nif abHliil.0e-4%为了防止H值太小将该频率的信号放大某某1ii=Yf ii.某Hl ii./Hii;%得到仿真结果endend某1=ifft某某1;ubplot1,2,1;plot t,yl;title z实际输出‘;某label时间/;ylabel振幅;gridon;ubplot1,2,2;plott,real某1仿真输出‘;某label时间/;ylabel振幅;gridon;figure10;ubplot2,1,1,plot t,y2,g;某label时间//,title巴特沃思滤波器滤波器输出信号;ylabel振幅;gridon;ubplot2,1,2,plott,yl,x;某label时间/,title椭圆宽带滤波器输出信号;ylabel振幅;gridon;%仿真到短周期地震仪上,短周期地震仪用一个窄带椭圆滤波器来表示w=[
0.
014.5]某2/F;wp=[
0.
13.8]某2/F;%通带和阻带边界频率归一化频率1^二14二20;而二512;%通带波纹和阻带衰减以及绘制频率特性的数据点数[order,Wn]=ellipordwp,w,Rp,R;%求取数字滤波器的最小阶数和归一化截止频率[b,a]=ell iporder,Rp,R,Wn;%按最小阶数、截止频率、通带波纹和阻带衰减设计滤波器figurell[Hl,f]=freqzb,a,Nn,F;%按传递函数系数、数据点数和采样频率求得滤波器的频率特性ubplot2,1,l,plotf,20某loglOabHl某label频率/Hz;ylabel z振幅/dB‘;gridon;ubplot2,1,2,plot f,180/pi某unwrap angle Hl某label,频率/Hz;ylabel相位/%;gridon;figure12yl=filtfilt b,a,某t;%在窄带滤波器上的输出二freqzb,a,N,F,whole;%得到地震仪的特性某某l=zerol,N;forii=l:N%得到仿真结果if abHl ii
1.Oe-4某某lii=Yfii.MHlii/Hii;endend某某某1;plot t,yl,t,real某1,%绘制输入信号legend实际输出,仿真输出,1某label时间/;ylabel振幅;gridon;%仿真到短周期地震仪上,短周期地震仪用一个切比雪夫2型滤波器来表示---------w=[
0.
014.5]某2/F;wp=[
0.
13.8]某2/F;Rp=l;R=20;Nn=512;[Order,Wn]=cheb2ord wp,w,Rp,R;%求取数字滤波器的最小阶数和归一化截止频率[b,a]=cheby2Order,Rp,Wn;%按最小阶数、截止频率、通带波纹和阻带衰减设计滤波器figure13;[H,f]=freqzb,a,Nn,F;%按传递函数系数、数据点数和采样频率求得滤波器的频率特性y3=filtfilt b,a,某t jubplot2,1,1,plot f,20某logl0abH;%画出宽带滤波器的幅频特性某label\lambda7;ylabel zA\lambda/db7;title宽频带滤波器幅频特性;gridon;ubplot2,1,2,plot f,angleH%画出宽带滤波器的相频特性某label频率/Hz;ylabel,相位;titlez宽频带滤波器相频特性;gridon;figure14;ubplot2,1,1,plot t,y3,gz;某label时间/,title切比雪夫2型滤波器滤波器输出信号;ylabel,振幅;gridon;ubplot2,1,2,plot t,yl,r;某label时间/,title椭圆宽带滤波器输出信号;ylabel振幅;gridon;cloeall,clearall,clcloadhnl.dat;%读取数据序列某t二hnl;%把数据赋值给变量F=501%设定采样率单位Hz dt=l/F;%求采样间隔单位N=length某t;%得到序列的长度t=[0位某dt;%时间序列Yf=fft某t;%对信号进行快速Fourier变换FFT figurel;ubplot2,1,1,plot[0:N-l]/F,某t;%绘制原始值序列titleP波;某label时间/时间域;titleP波;gridon;ubplot2,l,2,plot[0:N-l]/N某F,abYf;%绘制信号的振幅谱某label频率/Hz,,title幅频图;ylabel振幅;某lim
[02];%频率轴只画出2Hz频率之前的部分gridon;loadhn
2.dat;%读取数据序列某t=hn2;%把数据赋值给变量F=501%设定采样率单位Hzdt=l/F;%求采样间隔单位N=length某t;%得到序列的长度t=[0:NT]某dt;%时间序列Yf二fft某t;%对信号进行快速Fourier变换FFT figure2;ubplot2,1,1,plot[0:N-l]/F,某t;%绘制原始值序列titleS波;某label时间/,t某le时间域,;title zS波,;gridon;ubplot2,1,2,plot[0:NT]/N某F,abYf;%绘制信号的振幅谱某label频率/Hz,,title幅频图;ylabel振幅;某lim
[02];%频率轴只画出2Hz频率之前的部分gridon;loadhn
3.dat;%读取数据序列某t=hn3;%把数据赋值给变量F=50;%设定采样率单位Hzdt=1/F;%求采样间隔单位N二length某t;%得到序列的长度t=某dt;%时间序列Yf二fft某t;%对信号进行快速Fourier变换FFT figure3;ubplot2,1,1,plot[0:NT]/F,某t;%绘制原始值序列titled面波;某label时间/时间域;title7面波,;gridon;ubplot2,1,2,plot[0:N-l]/NF,abYf;%绘制信号的振幅谱某label频率/Hz,,title幅频图;ylabel振幅;某lim
[02];%频率轴只画出2Hz频率之前的部分gridon;实验结果图1切比雪夫1型宽频带滤波器与椭圆宽带滤波器输出信号对比地面运动时域与原始信号对比图2输入信号与输出信号图3宽频带振幅与相位图4短周期窄带振幅与相位图5实际输出与仿真输出对比图6巴特沃夫长周期实际输出与仿真输出对比图7地震波面波、P波、S波幅频图图8长周期窄带滤波器幅频特性长周期窄带滤波器相频特性
六、实验体会通过这次实验,我进一步复习了数字信号处理关于滤波器的基础,也了解了理论和实际的不同在我们身边处处都能看到数字信号处理的相关知识的应用,从语音的识别采集处理到地震波观测,这直观的证实了数字信号处理这门课程的重要性在这次实验中,我们在实际操作中加强实践能力,巩固了数字信号处理理论知识,培养了我们解决实际问题的能力,在设计过程中,提高我们的思考能力、动手能力让我们在学习理论知识的同时,明白如何把这些应用于实际这次的课程设计让我认识到了自己的不足,也认识到了我们学习的基础知识究竟能运用于什么领域,如何运用在老师和同学的耐心指导下我发现了自己在选择巴特沃斯、切比雪夫滤波器上的问题,经过修改和调试,终于得到了应有的效果,这让我看到了理论与实践相结合的优势与用处,让我受益匪浅。