iir数字滤波器2

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1、.一、实验课程任务与要求《数字信号处理》课程是电子、通信、计算机、自动化、信息处理等专业的重要基础课。本课程以信号与系统、工程数学为基础，要求学生掌握时域离散信号和系统的基本理论、基本分析方法以及FFT、数字滤波器、谱分析等数字信号处理技术。《数字信号处理》是一门理论与实践联系紧密的课程，所以本课程安排一周课程设计，以帮助学生掌握数字信号处理技术，提高学生分析问题和解决问题的能力，并通过设计培养学生的创新意识。本课程设计的基本要求如下：1学会用MATLAB语言编写数字信号处理的程序，通过上机实习加深对课堂所学知识的理解；2上机前应按照要求把设计内容准备好，即编好程序及需要改

2、变的参数，能预计出可能出现的结果；3观察实验结果，得出结论；4设计结束时提交设计报告。二、设计题目2．IIR数字滤波器设计（Ⅱ）三、考核办法及成绩评定：根据上机操作、设计报告和答辩给出成绩。四、教学文件及形式：教材：丛玉良《数字信号处理》吉林科学技术出版社主要参考书：程佩青《数字信号处理教程》清华大学出版社学生在教师的辅导下完成给定题目，也可自拟题目。五、设计内容题目2IIR数字滤波器设计（Ⅱ）1．内容：设计一个数字巴特沃斯低通滤波器，设计指标如下：...采样时间间隔。2．要求：（1）用双线性变换法进行设计。（2）给出详细的滤波器设计说明书。（3）给出经过运行是正确的程序清

3、单并加上详细的注释。（4）画出所设计滤波器的幅度特性和相位特性。。3.实验说明数字滤波器,是数字信号处理中及其重要的一部分。随着信息时代和数字技术的发展，受到人们越来越多的重视。数字滤波器可以通过数值运算实现滤波，所以数字滤波器处理精度高、稳定、体积小、重量轻、灵活不存在阻抗匹配问题，可以实现模拟滤波器无法实现的特殊功能。数字滤波器种类很多，根据其实现的网络结构或者其冲激响应函数的时域特性，可分为两种，即有限冲激响应(FIR，FiniteImpulseResponse)滤波器和无限冲激响应(IIR，InfiniteImpulseResponse)滤波器。IIR滤波器采用递归

4、型结构，即结构上带有反馈环路。IIR滤波器运算结构通常由延时、乘以系数和相加等基本运算组成，可以组合成直接型、正准型、级联型、并联型四种结构形式，都具有反馈回路。同时，IIR...数字滤波器在设计上可以借助成熟的模拟滤波器的成果，如巴特沃斯、契比雪夫和椭圆滤波器等，有现成的设计数据或图表可查，在设计一个IIR数字滤波器时，我们根据指标先写出模拟滤波器的公式，然后通过一定的变换，将模拟滤波器的公式转换成数字滤波器的公式。对数字频率指标进行预畸变使其成为模拟频率指标：，。计算巴特沃斯模拟滤波器的截止频率和阶数。设计巴特沃斯模拟低通滤波器，给出参数和（此处使用了MATLAB中的b

5、uttap(N)函数。把模拟滤波器用双线性变换法转换成数字滤波器（此处使用了MATLAB中的bilinear函数）。变直接形式为级联形式，并给出结构图。画出幅度特性和相位特性。4、双线性变换法的基本原理脉冲响应不变法使得数字滤波器在时域上能够较好的模仿模拟滤波器，但是由于从平面到平面的映射具有多值性，使得设计出来的数字滤波器不可避免的出现频谱混迭现象。为了克服脉冲响应不变法可能产生的频谱混跌效应的缺点，我们使用一种新的变换——双线性变换。双线性变换法可认为是基于对微分方程的积分，利用对积分的数值逼近的道德。...仿真滤波器的传递函数为将展开为部份分式的形式，并假设无重复几点

6、，则那么，对于上述函数所表达的数字信号处理系统来讲，其仿真输入和模拟输出有如下关系利用差分方程来代替导数，即同时令这样，便可将上面的微分方程写为对应的差分方程形式两边分别取变换，可得...这样，通过上述过程，就可得到双线性变换中的基本关系，如下所示所谓的双线性变换，仅是指变换公式中与的关系无论是分子部份还是分母部份都是线性的。5、设计步骤框图下面我们总结一下利用模拟滤波器设计IIR数字低通滤波器的步骤：（1）确定数字低通滤波器的技术指标：通带边界频率、通带最大衰减，阻带截止频率、阻带最小衰减。（2）将数字低通滤波器的技术指标转换成相应的模拟低通滤波器的技术指标。（3）按照模

7、拟低通滤波器的技术指标设计及过渡模拟低通滤波器。（4）用双线性变换法，模拟滤波器系统函数转换成数字低通滤波器系统函数。数字滤波器的设计步骤如图1所示...滤波器技术指标指标参数变换巴特沃斯模拟低通滤波器设计巴特沃斯模拟滤波器离散化直接型转换成级联型数字巴特沃斯低通滤波器画出幅度特性和相位特性图16．程序编码如下：用巴特沃斯滤波器原型设计一个低通滤波器，满足：ωp=0.2π，Rp=1dB;ωs=0.3π，As=15dB;T=1s自编写程序实现此功能的文件g12.m，内容如下：%%双线性变换法由巴特沃思变数字滤波器..