iir数字滤波器设计

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1、实验五IIR数字滤波器设计(1天)一．实验内容1.熟悉用双线性变换法设计IIR数字滤波器的原理与方法。2.人体心电信号的主要频率范围为0．05～100Hz，设计带通滤波器，滤除含噪的心电信号。3.通过观察对实际心电图信号的滤波作用，获得数字滤波的感性知识。二．实验步骤：1．设计一个IIR低通滤波器，被滤信号x=cos0.1*pi*n+cos0.2*pi*n;主要程序如下：Wp=.1;Ws=.4;%设计低通IIR滤波器[n,Wn]=buttord(Wp,Ws,3,60)[b,a]=butter(n,Wn);freqz(b,a,512,1000);title('n=5Butter

2、worthLowpassFilter');n=0:1:100;x=cos(0.1*pi*n)+cos(0.8*pi*n);figure(2),subplot(121)stem(n,abs(fft(x)));title('原信号频谱')subplot(122)stem(n,angle(fft(x)));y=filter(b,a,x);figure(3),stem(n,y);title('滤后信号时域波形')figure(4),subplot(121),stem(n,abs(fft(y)));axis([0100060]);title('滤后信号频谱')subplot(122),

3、stem(n,angle(fft(y)));注意：已知的0.1和0.2都是数字角频率，后边是n，也就是只能取整，若已知的是cos100*pi*t,则需要滤的是模拟信号，其中数字角频率w和模拟角频率W之间是w=W*Ts，其中Ts是采样周期。数字角频率和模拟角频率之间的对比：w=0，W=0；w=pi，W=Fs/2;2.设计IIR滤波器，滤除心电信号中的50hz噪声和基线漂移。实验程序如下：clear;loadecgdata;loadecgdata_n;loadecgdata_n50;figure(1);subplot(211);plot(y3);title('含50hz噪声心电信

4、号')subplot(212);stem(abs(fft(y3)));figure(2);subplot(211);plot(mydata);title('理想心电信号')subplot(212);stem(abs(fft(mydata)));ws1=2*43/360;wp1=2*47/360;wp2=2*53/360;ws2=2*57/360;[n,wn]=buttord([wp1,wp2],[ws1,ws2],3,50);[b,a]=butter(n,wn,'stop');figure(3);freqz(b,a,256,360);title('50HZ带阻滤波器')z1=

5、filter(b,a,y3);figure(4);subplot(211);plot(z1);title('滤50HZ信号波形’);subplot(212);stem(abs(fft(z1)));ws3=2*0.05/360;wp3=2*0.6/360;[n2,wn2]=buttord(wp3,ws3,1,80);[d,c]=butter(n2,wn2,'high');figure(5);freqz(d,c,256,360);title('高通滤波器')z2=filter(d,c,y2);%y2含基线漂移z3=filter(b,a,z2);figure(6),subplot(

6、211);%含基线漂移plot(y2);title('含基线漂移信号波形')subplot(212),stem(abs(fft(y2)));figure(7),subplot(211);plot(z3);title('含基线漂移滤后波形')axis([04500-11]);subplot(212);stem(abs(fft(z3)));title('滤波后频谱')axis([0450001500]);三．实验结果：1.低通滤波器滤余弦信号：（1）。.滤波器特性：（2）.滤波前信号：（3.）滤波后信号：.时域波形：（2）.频域波形：2.IIR滤心电信号：（1）.含50hz噪声信

7、号：(2)理想心电信号：（3）.50hz带阻滤波器：（4）.滤后50hz信号：（5）.高通滤波器：（6）.含基线漂移噪声信号：（6）.含基线漂移噪声信号滤后波形：四．结论与体会：结论：1.模拟角频率与数字角频率的对应关系：该实验中用到一个W=pi，则与1/（2*Ts）相对应，推导过程如下：已知Fs=1/N*Ts和w=W*Ts，则w=Ts*W=1/（N*Fs），若w=pi，则，W=N*Fs*w=2*pi*N*(Fs/2)，可看出w=pi时，W与（N*Fs）/2即1/（2*Ts）相对应。（W表模拟角频率，w