基于matlab的iir滤波器的设计及仿真

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1、word文档整理分享西南科技大学专业方向设计报告课程名称：通信工程专业方向设计设计名称：基于Matlab的IIR滤波器的设计与仿真姓名：周书华学号:20096131班级：通信工程0903班指导教师：张红英起止日期：2012/11/22——2012/12/14西南科技大学信息工程学院制参考资料word文档整理分享方向设计任务书学生班级：通信工程0903班学生姓名：周书华学号：20096131设计名称：基于Matlab的IIR滤波器的设计与仿真起止日期：2012/11/22——2012/12/14指导教师：张红英设计要求：1）了解无限冲激响应IIR滤波器的传统设计与方法；2）了解Matlab信号处

2、理箱。掌握FDATool专用滤波器设计分析工具；3）利用Matlab设计一个10阶的带通ChebyshevI型滤波器，其通带范围是100到200Hz，采样频率为1000Hz，幅值衰减Rp=0.5，画出其幅频、相频和冲激响应；（自编Matlab程序和利用FDATool工具箱实现）方向设计学生日志时间设计内容2012/11/22-2012/11/29学习数字信号处理教程，特别是关于IIR数字滤波器的部分2012/11/30-2012/12/08学习MATLAB应用软件，特别是其信号处理箱和Simuink2012/12/09-2012/12/10分析IIR数字滤波器的传统设计方法2012/12/11

3、分别在MATLAB中编程设计和利用FDATool来设计IIR滤波器2012/12/12对设计的IIR进行仿真并分析2012/12/13完成专业设计报告的撰写2012/12/14答辩参考资料word文档整理分享基于Matlab的IIR滤波器的设计与仿真一、摘要传统的数字滤波器设计计算繁琐，尤其是设计高阶滤波器时工作量大，利用Matlab可以快速有效地实现数字滤波器的设计与仿真。本文介绍了IIR数字滤波器的传统设计思想和步骤，同时也介绍了利用MATLAB对IIR数字滤波器进行设计的方法、设计的操作步骤以及对设计的滤波器的仿真。二、设计目的和意义1、通过此次专业方向设计，了解无限冲激响应IIR滤波器

4、的传统设计方法；2、了解Matlab信号处理箱并掌握FDATool专用滤波器设计分析工具；3、学习如何使用Matlab，学会用Matlab解决实际问题。三、设计原理数字滤波器，是具有一定传输选择特性的数字信号处理装置，其输入和输出均为数字信号，实质上是一个由有限精度算法实现的线性时不变离散系统。可以把它理解为是一个计算程序或算法，它把代表输入信号的数字时间序列转化为代表输出信号的数字时间序列，并在转化过程中，使信号按照预定的形式变化。数字滤波器有多种分类，从数字滤波器功能上分可分为低通、高通、带阻、带通滤波器，根据数字滤波器冲激响应的时域特征，可将数字滤波器分为两种，即无限长冲激响应滤波器（I

5、IR）和有限长冲激响应滤波器（FIR）。1、无限冲激响应IIR滤波器及其传统设计方法IIR滤波器的有理系统函数为：Hz==Y(z)X(z)（1）表示这一系统输入输出关系的N阶差分方程为：yn=k=1Naky(n-k)+k=0Mbkx(n-k)（2）对照模拟滤波器的传递函数:Hs=bmsm+bm-1sm-1+…+b0ansn+an-1sn-1+…+a0（3）不难看出，IIR数字滤波器具有无限宽的冲激响应，与模拟滤波器相匹配。模拟滤波器的设计在理论上已十分成熟，所以IIR滤波器的设计可以采取在模拟滤波器设计的基础上进一步变换的思路。参考资料word文档整理分享根据以上思路，首先设计一个模拟原型滤波

6、器(截止频率为1rad/s的低通滤波器)，然后在模拟域(S平面)进行频率变换，将模拟原形滤波器转换成所需类型(指定截止频率的低通、高通、带通、带阻)的模拟滤波器，再将其数字离散化，从S平面映射至Z平面，得到所需技术指标的数字滤波器。（也可先将模拟原型离散化，得到数字原型滤波器，继而在数字域(Z平面)进行频率变换，得到所需类型的数字滤波器。）模拟滤波器到数字滤波器的转换可在时域进行也可在频域实现，时域转换的关键是要使数字滤波器与模拟滤波器时域响应的采样值相等，以保持其瞬态特性不变，常用的是冲激响应不变法。频域变换法必须使得数字滤波器在-n≤ω≤n范围内的幅频特性与模拟滤波器在-n/T≤ω≤n/T

7、范围内的幅频特性一致,即保证s平面与z平面上幅频特性的一一单值对应关系，常用的是脉冲响应不变法和双线性变换法。IIR滤波器的传统设计方法思路清晰，步骤详尽，可参阅公式、手册循章而行。但其计算非常繁琐，设计过程中要改变参数和滤波器类型时都要重新计算。它需要反复的实验，需要设计者凭借经验设定参数，很多时候要根据设计要求和滤波效果不断调整，以达到设计的最优化。在这种情况下，单纯的靠公式计算和编制简单的程