基于Simulink的通信系统滤波器设计与仿真

实验三：基于Simulink的通信系统仿真 本实验旨在通过使用计算机和Matlab软件，深入理解并实践通信系统的设计与仿真，特别是数字信号处理部分。实验内容涉及多个关键步骤和技术： 1. **数字滤波器设计**： - **切比雪夫I型滤波器**：实验首先介绍了如何使用`cheb1ord`函数设计一个低通滤波器，参数包括带宽、通带和阻带的特性。学生被要求实现一个200Hz截止频率，100Hz下限，3dB通带衰减和30dB阻带衰减的滤波器，并利用`freqz`函数分析其频率响应。 - **切比雪夫II型滤波器**：接着，学生需设计一个带通滤波器，带通范围为100-250Hz，具有30dB的阻带衰减，同时要求在100Hz到250Hz内有较小的纹波。 2. **Butterworth高通滤波器**：设计一个FIR滤波器，要求通带衰减至少为0.5dB，阻带衰减大于40dB，带通区间的上限为30Hz，下限为40Hz。这展示了 Butterworth滤波器类型的特点，即平坦的通带和陡峭的阻带滚降。 3. **带阻IIR滤波器**：设计一个更复杂的滤波器，要求通带和阻带的特定频率响应，如通带截止频率wp1=650Hz和wp2=850Hz，阻带截止频率ws1=700Hz和ws2=800Hz，以及通带和阻带的衰减标准。 4. **窗函数应用**：学习和使用不同的窗函数，如Hanning窗（`hanning(n)`）、海明窗（`hamming(n)`）和布拉克曼窗（`blackman(n)`），这些窗函数对滤波器性能有重要影响，特别是对于减少频率响应的失真。 5. **线性相位滤波器设计**：通过实例设计线性相位的带通滤波器，如例6.2和例6.3所示，这涉及到滤波器频率选择和线性相位滤波器的特殊性质。 6. **信号处理应用**：在MATLAB的`chirp.mat`文件中，学生需要利用FIR高通滤波器去除信号中低于Fs/4的频率成分，展示实际信号处理中滤波器的选择与应用。 实验三不仅提供理论基础，还着重于实际操作和工程应用，让学生掌握Simulink工具在通信系统设计中的作用，以及如何通过数字滤波器优化信号质量和抑制噪声。通过这个过程，学生可以提升数字信号处理技术的理解，增强解决实际问题的能力。