北方民族大学数字滤波器设计与MATLAB软件实现

实验四：数字滤波器设计与软件实现是一个针对电气工程及其自动化专业的课程实践，旨在北方民族大学电气信息工程学院进行。本实验主要目标包括： 1. 学生将深入理解数字滤波器的基本概念，特别是无限 impulse response (IIR) 数字滤波器和finite impulse response (FIR) 数字滤波器的特性和设计方法。这包括掌握如何根据给定的设计指标计算传输函数。 2. 实验中会重点设计一个巴特沃斯低通滤波器，其通带截止频率需设定在0.2T至0.3T之间，通带纹波小于3dB，而在阻带（0.3T到Ts）内要求衰减超过15dB，采样频率T = 0.01s。这涉及到滤波器频率响应的设计和优化。 3. 使用MATLAB作为主要工具，学生需要验证实验中的相关程序，并利用矩形窗函数和汉明窗函数设计线性相位FIR低通滤波器，以逼近理想低通滤波器的理想频率特性。在这个过程中，学生会学习如何通过脉冲响应不变法和双线性变换法将模拟滤波器设计转换为数字滤波器，以解决频率混淆问题。 实验中涉及的关键技术包括系统函数的系数计算、滤波器频率响应的调整、以及模拟滤波器设计方法如原型模拟低通滤波器的设计，脉冲不变法和双线性变换的具体应用。这些内容不仅锻炼了学生的编程和理论应用能力，还强化了他们对数字信号处理理论的理解。 在整个实验过程中，学生将通过实际操作加深对数字滤波器设计原理的掌握，同时提升软件实现和调试的能力，这对于未来在信号分析与处理领域的工作具有重要意义。