【正文】 體積小、重量輕、靈活、不要求阻抗匹配等優(yōu)點(diǎn)。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 由幅度平方函數(shù)確定 ??aHs的方法是： （ a） 在 ? ?2H ? 中，令 sj??，得到 ??aHs； (b) 將 2()H js? 的有理式進(jìn)行分解，得到零點(diǎn)和極點(diǎn)。因此，基于放大器和 R、 C 構(gòu)成的有源濾波器應(yīng)用日益廣泛 。 模擬濾波器的 原理與 設(shè)計(jì) 模擬濾波器可以分為無(wú)源和有源濾波器 ， 濾波器是一種能使有用信號(hào)順利通過(guò)而同時(shí)對(duì)無(wú)用頻率信號(hào)進(jìn)行抑制（或衰減）的電子裝置。)(jaΩHΩΩΩΩ低通帶通 帶阻高通)(jaΩH)(jaΩH)(jaΩH0 00c西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 7 第 2 章 濾波器的 原理與 設(shè)計(jì) 濾波器是一種用來(lái)過(guò)濾時(shí)間離散信號(hào)的數(shù)字系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)抽樣數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理來(lái)達(dá)到頻域?yàn)V波的目的。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 6 圖 由通過(guò)信號(hào)的頻段 劃分的四種濾波器 : 無(wú)源濾波器：僅由 無(wú)源元件 (R、 L 和 C)組成的濾波器，它是利用電容和電感元件的電抗隨頻率的變化而變化的原理構(gòu)成的。 低通濾波器：它允許信號(hào)中的低頻或直流分量通過(guò)，抑制高頻分量或干擾和噪聲。模擬濾波器 由電阻，電容，電感 等 原器件構(gòu)成； 而數(shù)字濾波器則可由數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)或軟件實(shí)現(xiàn) 。當(dāng)然，對(duì)濾波器本身的研究仍在不斷進(jìn)行。 濾波器中，把信號(hào)能夠通過(guò)的頻率范圍，稱(chēng)為通頻帶或通帶；反之，信號(hào)受到很大衰減或完全被抑制的頻率范圍稱(chēng)為阻帶；通帶和阻帶之間的分界頻率稱(chēng)為截止頻率；理想濾波器在通 帶內(nèi)的電壓增益為常數(shù)，在阻帶內(nèi)的電壓增益為零；實(shí)際濾波器的通帶和阻帶之間存在一定頻率范圍的過(guò)渡帶 。它的基本工作原理是利用離散系統(tǒng)特性對(duì)系統(tǒng)輸入信號(hào)進(jìn)行加工和變換，改變輸入序列的頻譜或信號(hào)波形，讓有用頻率的信號(hào)分量通過(guò)，抑制無(wú)用的信號(hào)分量輸出。在更多的情況下，濾波器可理解為選頻系統(tǒng)，如低通、高通、帶通、帶阻。 then described the IIR basic concepts of digital filter, which includes system is described, the transfer function of the system, system model。尤其是 Matlab中的信號(hào)處理工具箱使各個(gè)領(lǐng)域的研究人員可以直觀方便地進(jìn)行科學(xué)研究與工程應(yīng)用。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 題 目 基于 MATLAB 的 IIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與仿真 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng) 電子信息工程 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 完成時(shí)間 2022年 6 月 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 I 目 錄 摘 要 ........................................................... 1 ABSTRACT........................................................ 2 前 言 ........................................................... 3 第 1章 濾波器的基本概念 ......................................... 4 濾波器的定義 ............................................ 4 濾波器的發(fā)展 ............................................ 4 濾波器的分類(lèi) ............................................ 5 第 2章 濾波器的原理與設(shè)計(jì) ....................................... 7 模擬濾波器的原理與設(shè)計(jì) .................................. 7 數(shù)字濾波器的原理與設(shè)計(jì) .................................. 8 第 3章 IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) .................................... 10 IIR 數(shù)字濾波器簡(jiǎn)介 .................................... 10 IIR 數(shù)字濾波器的主要 技術(shù) 指標(biāo) .......................... 10 IIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)過(guò)程 .............................. 12 IIR 數(shù)字濾波器 ................. 13 IIR數(shù)字濾波器 ..................... 16 第 4章 IIR數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn) .................................... 20 matlab 簡(jiǎn)介 ........................................... 20 matlab 的概況 ..................................... 20 matlab 的語(yǔ)言特點(diǎn) ................................. 20 matlab 的功能 ..................................... 22 利用模擬原型進(jìn)行 IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)和仿真 ............. 23 (Butterworth)和橢圓數(shù)字低通濾波器的設(shè)計(jì) .... 24 （ Chebyshev）數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) .............. 30 IIR數(shù)字濾波器的直接設(shè)計(jì)法 ............................. 34 第 5章 IIR數(shù)字濾波器的綜合設(shè)計(jì)和仿真 .......................... 40 ........................... 40 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 II ........................... 42 結(jié) 論 .......................................................... 45 致 謝 .......................................................... 46 參考文獻(xiàn) ....................................................... 47 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) ................................................... 48 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1 摘 要 在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，由于信號(hào)中經(jīng)?；煊懈?種噪聲 和干擾 ，所以很多信號(hào)分析都是基于濾波器而進(jìn)行的， 而數(shù)字濾波器是通過(guò)數(shù)值運(yùn)算實(shí)現(xiàn)濾波，具有處理精度高、穩(wěn)定、靈活、不存在阻抗匹配問(wèn)題 等優(yōu)點(diǎn) ，可以實(shí)現(xiàn)模擬濾波器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的特殊濾波功能。Matlab軟件以矩陣運(yùn)算為基礎(chǔ)，把計(jì)算 、 可視化及程序設(shè)計(jì)有機(jī)融合到交互式工作環(huán)境中，并且為數(shù)字濾波的研究和應(yīng)用提供了一個(gè)直觀、高效、便捷的利器。 關(guān)鍵詞 ： MATLAB， IIR 數(shù)字濾波器 ， 模擬濾波器 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 ABSTRACT In modern munication system, because the signal is often mixed with various noise and interference, so a lot of signal analysis are based on the filter and the digital filter, and through numerical arithmetic to realize filtering, has high processing precision, stable, flexible, there is no problem of impedance matching and other advantages, can realize analog filter can achieve special filtering filter based on the impulse response function in the time domain characteristics, can be divided into two types, namely, infinite impulse response (IIR) digital filters and finite impulse response (FIR) digital of IIR filter order is relatively low, the storage unit is less, high efficiency, high precision, and can retain some analog filter of excellent properties, so the application is very software for matrix putation based on the calculation, visualization, and the program design of the anic integration of the interactive environment, and digital filtering for applications in research and provides an intuitive, efficient, convenient the Matlab signal processing toolbox to various fields of research personnel can undertake scientific research and engineering application. In this paper, according to the analog filter design theory, puts forward the design of IIR digital filter method, and MATLAB environment in the realization of IIR digital filter design and main content is wraparound for: first on the filter principle and design are introduced。 濾波器可廣義的理解為一個(gè)信號(hào)選擇系統(tǒng)，它讓某 些信號(hào)成分通過(guò)又阻止或衰減另一些成分。 數(shù)字濾波器是具有一定傳輸選擇特性的數(shù)字信號(hào)處理裝置， 其輸入、輸出均為數(shù)字信號(hào)，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)由有限精度算法實(shí)現(xiàn)的線性時(shí)不變離散系統(tǒng)。 濾波器的功能就是允許某一部分頻率的信號(hào)順利的通過(guò)，而另外一部分頻率的信號(hào)則受到較大的抑制，它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)選頻電路。 1917年美國(guó)和德國(guó)科學(xué)家分別發(fā)明了 LC 濾波器， 美國(guó)第一個(gè)多路復(fù)用系統(tǒng)的出現(xiàn) ， 20世紀(jì) 50 年代無(wú)源濾波器日趨成熟 ， 60年代起由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、集成工藝和材料工業(yè)的發(fā)展，濾波器發(fā)展上了一個(gè)新臺(tái)階， 并且朝著低功 耗、高精度、小體積、多功能、穩(wěn)定可靠和價(jià)廉 的 方向努力 ， 70 年代以后的主攻方向 為 小體積、多功能、高精度、穩(wěn)定可靠導(dǎo)致 RC 有源濾波器、數(shù)字濾波器、開(kāi)關(guān)電容濾波器和電荷轉(zhuǎn)移器等各種濾波器的飛速發(fā)展，到 70 年代后期，上述幾種濾波器的單片集成已被研制出來(lái)并得到應(yīng)用 ， 80年代，致力于各類(lèi)新型濾波器的研究，努力提高性能并逐漸擴(kuò)大應(yīng)用范圍 ， 90 年代至現(xiàn)在主要致力于把各類(lèi)濾波器應(yīng)西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 5 用于各類(lèi)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和研制。 濾波器的分類(lèi) 安縣好處理的類(lèi)型分， 濾波器分為模擬濾波器和數(shù)字濾波器。 、高通、帶通和帶阻濾波器四種。 帶阻濾波器：它抑制一定頻段內(nèi)的信號(hào)，允許該頻段以外的信號(hào)通過(guò)。這類(lèi)濾波器的優(yōu)點(diǎn)是：通帶內(nèi)的信號(hào)不僅沒(méi)有能量損耗，而且還可以放大，負(fù)載效應(yīng)不明顯，多級(jí)相聯(lián)時(shí)相互影響很小，利用級(jí)聯(lián)的簡(jiǎn)單方法很容易構(gòu) 成高階濾波器，并且濾波器的體積小、重量輕、不需要磁屏蔽 (由于不使用電感元件）；缺點(diǎn)是：通帶范圍受有源器件 (如集成運(yùn)算放大器）的帶寬限制，需要直流電源供電，可靠性不如無(wú)源濾波器高，在高壓、高頻、大功率的場(chǎng)合不適用。如果系 統(tǒng)是一個(gè)離散系統(tǒng)，則濾波器稱(chēng)為數(shù)字濾波器。此外，由于集成運(yùn)放的開(kāi)環(huán)電壓增益和輸入阻抗均很高，而輸出阻抗又很低，而且，由其構(gòu)成的有源濾波器還具且一定的電壓放大 和緩沖作用。 為逼近理想低通濾波器，其