IIR數(shù)字濾波器的設計實驗報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上IIR數(shù)字濾波器的設計一、 實驗目的：掌握沖激相應不變法和雙線性變換法設計IIR數(shù)字濾波器的原理和方法；觀察沖激相應不變法和雙線性變換法設計IIR數(shù)字濾波器的頻率特性；了解沖激相應不變法和雙線性變換法的特點和區(qū)別。二、 實驗原理：無限長單位沖激響應（IIR）數(shù)字濾波器的設計思想：a) 設計一個合適的模擬濾波器b) 利用一定的變換方法將模擬濾波器轉(zhuǎn)換成滿足預定指標的數(shù)字濾波器切貝雪夫I型：通帶中是等波紋的，阻帶是單調(diào)的切貝雪夫II型：通帶中是單調(diào)的，阻帶是等波紋的三、實驗任務：1用沖擊響應不變法設計一個低通切貝雪夫I型數(shù)字濾波器通帶上限截止頻率為400Hz阻帶截止頻率為

2、600Hz通帶最大衰減為0.3分貝阻帶最小衰減為60分貝抽樣頻率1000Hz2用雙線性變換法設計切貝雪夫II型高通濾波器通帶截止頻率2000Hz阻帶截止頻率1500Hz通帶最大衰減0.3分貝阻帶最小衰減50分貝抽樣頻率20000Hz四、實驗程序：1）Wp=2*pi*400; Ws=2*pi*600; Rp=0.3; Rs=60; Fs=1000; N,Wn=cheb1ord(Wp,Ws,Rp,Rs,'s'); Z,P,K=cheb1ap(N,Rp); A,B,C,D=zp2ss(Z,P,K); At,Bt,Ct,Dt=lp2lp(A,B,C,D,Wn); num1,den1=s

3、s2tf(At,Bt,Ct,Dt); num2,den2=impinvar(num1,den1,Fs); H,W1=freqs(num1,den1); figure(1)subplot(2,1,1);semilogx(W1/pi/2,20*log10(abs(H);grid; xlabel(' 頻率/ Hz');ylabel(' 模擬濾波器幅值(db)');H,W2=freqz(num2,den2,512,'whole',Fs); subplot(2,1,2);plot(W2,20*log10(abs(H);grid;xlabel(' 頻

4、率/ Hz');ylabel(' 數(shù)字濾波器幅值(db)');H,W=freqz(num2,den2,512,'whole'); figure(2)subplot(2,1,1);8plot(W/2/pi,20*log10(abs(H);grid; xlabel(' 數(shù)字角頻率/ pi');ylabel(' 數(shù)字濾波器幅值(db)');%xlabel(' 頻率/ Hz');%ylabel(' 幅值');subplot(2,1,2);%stem(W/pi,abs(H);grid;%figure(

5、3)%semilogx(W1,W2);%grid;plot(W/2/pi,angle(H)/pi);grid;xlabel(' 數(shù)字角頻率/ pi');ylabel(' 相角/ pi');2）Wp=2*pi*2000; Ws=2*pi*1500; Rp=0.3; Rs=50; Fs=20000; N,Wn=cheb2ord(Wp,Ws,Rp,Rs,'s'); Z,P,K=cheb2ap(N,Rs); A,B,C,D=zp2ss(Z,P,K); At,Bt,Ct,Dt=lp2hp(A,B,C,D,Wn); num1,den1=ss2tf(At,Bt

6、,Ct,Dt); num2,den2=bilinear(num1,den1,Fs); H,W=freqz(num2,den2); subplot(2,1,1);plot(W*Fs/2/pi,20*log10(abs(H);grid; xlabel(' 數(shù)字角頻率/ Hz');ylabel(' 幅值(dby)');subplot(2,1,2);plot(W*Fs/2/pi,angle(H)/pi);grid;xlabel(' 數(shù)字角頻率/ Hz');ylabel(' 相角/ pi');五、仿真圖形：六、實驗分析：1. 在第一個實驗中

7、模擬濾波器的頻率響應曲線延伸無窮，而數(shù)字濾波器只給出500Hz一下的頻譜是什么原因？答：模擬濾波器的頻率響應從負無窮至正無窮，經(jīng)過采樣后，變到（0,2）。2在第一個實驗比較兩個圖形通帶部分相頻特性曲線有什么區(qū)別？是什么原因？答：采樣后的相頻特性曲線發(fā)生變化。3能否在第一個實驗采用沖激相應不變法，設計高通濾波器？能否在第二個實驗中采用雙線性不變法設計低通濾波器？為什么？答：沖激相應不變法適合設計數(shù)字低通濾波器，不能設計高通，因為高頻部分發(fā)生頻率混疊。 雙線性不變法適合低通、高通濾波器的設計。第二個實驗設計的是高通濾波器。4第二個實驗中改變上、下限截止頻率，分別4000Hz，3000Hz；6000Hz，5000Hz；8000Hz，7000Hz；觀察曲線變化。答：阻帶波紋變的平緩，阻帶波紋分別延伸到3000Hz，5000Hz，7000Hz。1該濾波器的頻率特性為什么是以為中心對稱的？答：因為模擬角頻率和數(shù)字角頻率之間存在正切的關(guān)系。2幅頻特性曲線為什么沒有阻帶部分？相