基于MATLAB的IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)

基于MATLAB的IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)姓名：高丹妮班級：電1001-2班專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)號：20102494指導(dǎo)老師：鄭海青基于MATLAB的IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)1第1章：緒論第2章：IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方法第3章：IIR數(shù)字濾波器的MATLAB實(shí)現(xiàn)第4章：結(jié)論與展望章節(jié)概況第1章：緒論第2章：IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)第3章：IIR數(shù)字2第1章緒論

數(shù)字濾波器是數(shù)字信號處理的基礎(chǔ)，用來對信號進(jìn)行過濾、檢測與參數(shù)估計(jì)等處理。數(shù)字濾波技術(shù)在自動(dòng)控制、通信、語言、圖像、軍事、雷達(dá)等眾多領(lǐng)域都取得了令人矚目的成就。利用MATLAB信號處理工具箱可以快速有效地實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)、分析和仿真。第1章緒論數(shù)字濾波器是數(shù)字信號處3第2章IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方法

在設(shè)計(jì)一個(gè)IIR數(shù)字濾波器時(shí)，我們根據(jù)指標(biāo)先寫出模擬濾波器的公式，然后通過一定的變換，將模擬濾波器的公式轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器的公式。在MATLAB下設(shè)計(jì)不同類型IIR濾波器均有與之對應(yīng)的函數(shù)用于階數(shù)的選擇。

IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)原理第2章IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方法4

IIR濾波器的傳遞函數(shù)

IIR濾波器的傳遞函數(shù)為IIR濾波器的傳遞函數(shù)IIR濾波器的傳遞函數(shù)為5IIR濾波器基本結(jié)構(gòu)

IIR數(shù)字濾波器直接型其它并聯(lián)型級聯(lián)型IIR濾波器基本結(jié)構(gòu)IIR數(shù)字濾波器直接型其它并聯(lián)型級聯(lián)型6

IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法確定數(shù)字濾波器的技術(shù)指標(biāo)將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)模擬濾波器的技術(shù)指標(biāo)

設(shè)計(jì)相應(yīng)模擬濾波器的系統(tǒng)函數(shù)

將轉(zhuǎn)化為數(shù)字濾波器的系統(tǒng)函數(shù)

IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法確定數(shù)字濾波器的技術(shù)指標(biāo)將7

IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法模擬濾波器設(shè)計(jì)

模擬濾波器設(shè)計(jì)是IIR數(shù)字濾波器的基礎(chǔ)，通常的模擬低通濾波器設(shè)計(jì)公式有巴特沃斯、貝塞爾、切比雪夫、橢圓濾波器等。IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法模擬濾波器設(shè)計(jì)8脈沖響應(yīng)不變法

脈沖響應(yīng)不變法就是要求數(shù)字濾波器的脈沖響應(yīng)序列與模擬濾波器的脈沖響應(yīng)的采樣值相等。數(shù)字濾波器的系統(tǒng)函數(shù)H(z)可由下式求得：脈沖響應(yīng)不變法的優(yōu)點(diǎn)是簡單，模擬頻率與數(shù)字頻率線性相關(guān)，其缺點(diǎn)是頻率響應(yīng)會有一些混疊。脈沖響應(yīng)不變法脈沖響應(yīng)不變法就是要求數(shù)字濾波9雙線性變換法

雙線性變換法是將整個(gè)頻率軸上的頻率范圍壓縮到-π/T～π/T之間，再轉(zhuǎn)換到Z平面上。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，也就消除了頻譜的混疊現(xiàn)象。雙線性變換法雙線性變換法是將整個(gè)頻率軸上的頻率范10

IIR數(shù)字濾波器的MATLAB實(shí)現(xiàn)MATLAB實(shí)現(xiàn)MATLAB程序運(yùn)行結(jié)果運(yùn)行曲線使用脈沖響應(yīng)不變法用多種模擬濾器設(shè)計(jì)IIR濾波器使用雙線性變換用多種模擬濾波器設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器

Butterworth濾波器階數(shù)=6切比雪夫1型濾波器階數(shù)=4切比雪夫11型濾波器階數(shù)=4模擬橢圓低通濾波器階數(shù)=3IIR數(shù)字濾波器的MATLAB實(shí)現(xiàn)MATLAB實(shí)現(xiàn)MA11

脈沖響應(yīng)不變法的MATLAB仿真曲線圖1巴特沃斯濾波器仿真曲線脈沖響應(yīng)不變法的MATLAB仿真曲線圖1巴特沃斯濾波12圖2切比雪夫I型濾波器仿真曲線圖2切比雪夫I型濾波器仿真曲線13橢圓濾波器仿真曲線橢圓濾波器仿真曲線14雙線性變換法的MATLAB仿真曲線圖4巴特沃斯濾波器仿真曲線雙線性變換法的MATLAB仿真曲線圖4巴特沃斯濾波器15圖5切比雪夫I型濾波器仿真曲線圖5切比雪夫I型濾波器仿真曲線16圖6切比雪夫II型濾波器仿真曲線圖6切比雪夫II型濾波器仿真曲線17圖7橢圓濾波器仿真曲線圖7橢圓濾波器仿真曲線18結(jié)論

本次設(shè)計(jì)主要討論了IIR數(shù)字濾波器的發(fā)展、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及具體設(shè)計(jì)方法。其中，脈沖響應(yīng)不變法簡單易行，模擬頻率與數(shù)字頻率線性相關(guān)，但頻率響應(yīng)會有一些混疊。雙線性變換法是單值映射