數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)報(bào)告-iir數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 s,Ap,As,39。 %采樣頻率為周期倒數(shù) Wp=400*pi。為此我們采用 ?? ??? Ni TS i zeTAzH I1 11)( ???? Ni TnSia nueTAnTThnh I1 )()()( 利用模 擬濾波器來設(shè)計(jì) IIR低通數(shù)字濾波器是常用的方法，稱之為模擬一數(shù)字轉(zhuǎn)換法。其拉氏變換為 )()( 1 nueAth ni TSiNia ???? 一般來說， )(sHa 的分母多項(xiàng)式階次總是大于分子多項(xiàng)式的階次。令 h(n)= ha(nT) ， T為采樣間隔。 雙線性變換是一種非線性變換，這種非線性引起的幅頻特性畸變可通過預(yù)畸變得到校正。 Ω=2/T*tan(w/2) T是采樣區(qū)間。其缺點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生頻譜混疊現(xiàn)象，使數(shù)字濾波器的頻響偏離模擬濾波器的頻響。為此，希望設(shè)計(jì)的濾波器是帶限濾波器。這時(shí)數(shù)字濾波器的頻響就不同于原模擬濾波器的頻響，而是有一定的失真。因此，這一方法往往用于低通時(shí)域數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)及相應(yīng)的模 擬系統(tǒng)數(shù)字仿真設(shè)計(jì)。 脈沖響應(yīng)不變法是從濾波器的脈沖響應(yīng)出發(fā)，使數(shù)字濾波器的單位脈沖響應(yīng)序列 h(n)模仿模擬濾波器的沖激響應(yīng) ha(t)，即將 ha(t)進(jìn)行等間隔采樣，使 h(n)正好等于 ha(t)的采樣值，滿足 h(n)=ha(nT)式中 ,T 是采樣周期。振幅平方函數(shù)的極點(diǎn) 21( ) ( )1 ( )aa NcH S H S Sj? ? ? ?? 可見， 巴特沃斯 濾波器的振幅平方函數(shù)有 2N 個(gè)極點(diǎn)，它們均勻?qū)ΨQ地分布在 |S|=Ωc 的圓周上。 N 增加，通帶和阻帶的近似性越好，過渡帶越陡。 5 巴特沃斯低通濾波器 這種濾波器的特征是其通帶和阻帶都有平坦的幅度響應(yīng)。模擬濾波器設(shè)計(jì)已經(jīng)有了一套相當(dāng)成熟的方法，它不但有完整的設(shè)計(jì)公式，而且還有較為完整的圖表供查詢，因此，充分利用這些已有的資源將會(huì)給數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)帶來很大方便 。 一個(gè)無限脈沖響應(yīng)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)具有可選擇極點(diǎn)和可選擇零點(diǎn)（而有線脈沖響應(yīng)系統(tǒng)只具有可選擇零點(diǎn)以及位于原點(diǎn)的固定極點(diǎn)）。 設(shè)計(jì)過程 按照數(shù)字濾波器技術(shù)指標(biāo)要求設(shè)計(jì)一個(gè)過度模擬低通濾波器，在按照一定的轉(zhuǎn)換關(guān)系將轉(zhuǎn) 換成數(shù)字低通濾波器的系統(tǒng)函數(shù)。以低通濾波器特性為例，頻率響應(yīng)有通帶、過渡帶及阻帶三個(gè)范圍。 (3)性能分析和計(jì)算機(jī)仿真 上兩步的結(jié)果是得到以差分或系統(tǒng)函數(shù)或沖激響應(yīng)描述的濾波器。 運(yùn)用線性相位響應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行濾波器設(shè)計(jì)具有如下優(yōu)點(diǎn)：①只包含實(shí)數(shù)算法，不涉及復(fù)數(shù)運(yùn)算；②不存在延遲失真，只有固定數(shù)量的延遲；③長(zhǎng)度為 N 的濾波器 (階數(shù)為 N1)，計(jì)算量為 N/2 數(shù)量級(jí)。第二種指標(biāo)是相對(duì)指標(biāo)。 因此，指標(biāo)的形式一般在頻域中給出幅度和相位響應(yīng)。數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法有多種，如雙線性變換法、窗函數(shù)設(shè)計(jì)法、插值逼近法和 Chebyshev 逼近法等等。 數(shù)字濾波器根據(jù)其沖激響應(yīng)函數(shù)的時(shí)域特性，可分為兩種，即無限長(zhǎng)沖激響應(yīng) (IIR)濾波器和有限長(zhǎng)沖激響應(yīng) (FIR)濾波器。數(shù)字濾波器是指輸入輸出都是數(shù)字信號(hào)的濾波器。與模擬濾波器不同的是數(shù)字濾波器的傳輸函數(shù)都是以 2π為周期的，濾波器的低通頻帶處于 2π的整數(shù)倍處，而高頻頻帶處于π的奇數(shù)倍附近 。二維或多維數(shù)字濾波器處理的信號(hào)為兩個(gè)或多個(gè)變量函數(shù)序列。如果數(shù)字濾波器對(duì)單一或多個(gè)激勵(lì)信號(hào)的響應(yīng)滿足線性條件，則稱為線性的，否則為非線性的。 數(shù)字濾波器有低通、高通、帶通、帶阻和全通等類型。數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)具有以抽樣頻率為間隔的周期重復(fù)特性，且以折疊頻率（即二分之一抽樣頻率點(diǎn)）呈鏡像對(duì)稱。 2 第 2 章 IIR 數(shù)字低通波器的原理 數(shù)字低通濾波器的設(shè)計(jì)原理 數(shù)字濾波器可以分為兩 大類：一類是經(jīng)典濾波器，即一般的濾波器特點(diǎn)是輸入信號(hào)中有用的頻率成分和希望濾去的頻率成分各占不同的頻率帶，通過一個(gè)合適的選頻濾波器達(dá)到綠寶锝目的，這種濾波器主要有維納濾波器爾曼濾波器，自適應(yīng)濾波器等。本次課程設(shè)計(jì)一方面通過 MATLAB 仿真設(shè)計(jì)內(nèi)容，使我們加深對(duì)理論知識(shí)的理解，同時(shí)增強(qiáng)其邏輯思維能力，另一方面對(duì)課堂所學(xué)理論知識(shí)作一個(gè)總結(jié)和補(bǔ)充。 熟悉巴特沃斯模擬濾波器的頻率特性掌握用沖激響應(yīng)不變法、雙線性變換法設(shè)計(jì) IIR 濾波器的原理及方法熟悉相應(yīng)的 MATLAB 編程 。 吉林建筑大學(xué) 電氣與電子信息工程學(xué)院 數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 設(shè)計(jì)題目： IIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí)： 信科 121 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 王蓉暉 王超 設(shè)計(jì)時(shí)間： － 教師評(píng)語： 成績(jī) 評(píng)閱教師 日期 目 錄 摘要 ................................................? 第 1 章 緒論 .........................................1 設(shè)計(jì)的作用、目的 .....................................1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 .......................................1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 .............................................1 第 2 章 IIR 數(shù)字低通波器的原理 ........................2 數(shù)字低通濾波器的設(shè)計(jì)原理 .............................2 IIR 數(shù)字濾波器 采用方法的原理 .........................3 第 3 章 IIR 數(shù)字濾波器仿真分析 ........................8 設(shè)計(jì) 步驟 ..............................................8 數(shù)字低通濾波器 MATLAB 編程及幅頻特性曲線 ..............11 優(yōu)缺點(diǎn) ...............................................14 總結(jié) .................................................15
研究報(bào)告相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1