畢業(yè)論文matlab實(shí)現(xiàn)iir數(shù)字濾波器的仿真-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 率響應(yīng)如圖242所示：圖242 各種理想數(shù)字濾波器的幅度頻率響應(yīng)第三章 IIR數(shù)字濾波器 IIR與FIR數(shù)字濾波器的比較 (1) 選擇數(shù)字濾波器是必須考慮經(jīng)濟(jì)問題，通常將硬件的復(fù)雜性、芯片的面積或計(jì)算速度等作為衡量經(jīng)濟(jì)問題的因素。(2) 在很多情況下,FIR數(shù)字濾波器的線性相位與它的高階數(shù)帶來的額外成本相比是非常值得的。(3) FIR濾波器主要采用非遞歸結(jié)構(gòu)，因而無(wú)論是理論上還是實(shí)際的有限精度運(yùn)算中他都是穩(wěn)定的，有限精度運(yùn)算誤差也較小。IIR濾波器不能進(jìn)行這樣的運(yùn)算。窗函數(shù)法只給出了窗函數(shù)的計(jì)算公式，但計(jì)算通帶和阻帶衰減仍無(wú)顯式表達(dá)式。因此FIR濾波器可設(shè)計(jì)出理想正交變換器、理想微分器、線性調(diào)頻器等各種網(wǎng)絡(luò)，適應(yīng)性很廣。缺點(diǎn)： 不能直接調(diào)整零點(diǎn)，因多個(gè)二階節(jié)的零點(diǎn)并不是整個(gè)系統(tǒng)函數(shù)的零點(diǎn)，當(dāng)需要準(zhǔn)確的傳輸零點(diǎn)時(shí)，級(jí)聯(lián)型最合適。不同的運(yùn)算處理方法決定了濾波器實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的不同。雙線性變換法[8]是指首先把s 平面壓縮變換到某一中介平面s1 的一條橫帶(寬度為2πT,即從 πT到πT) ,然后再利用的關(guān)系把s1平面上的這條橫帶變換到整個(gè)z 平面。s 平面到z 平面的變換可采用 (33) (34)令 ，有： (35)從s1 平面到z 平面的變換,即 (36)代入上式，得到： (37) 一般來說，為使模擬濾波器的某一頻率與數(shù)字濾波器的任一頻率有對(duì)應(yīng)關(guān)系，可引入代定常數(shù)c， (38)則 (39) 這種s 平面與z 平面間的單值映射關(guān)系就是雙線性變換。IIR 數(shù)字濾波器可用一個(gè)n階差分方程y(n)=Σbrx(nr)+Σaky(nk),或用它的Z域系統(tǒng)函數(shù): 不難看出,數(shù)字濾波器與模擬濾波器的設(shè)計(jì)思路相仿,其設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)也是尋找一組系數(shù){b,a},去逼近所要求的頻率響應(yīng),使其在性能上滿足預(yù)定的技術(shù)要求。已經(jīng)證明,沖擊響應(yīng)不變法和雙線性變換法能較好地?fù)?dān)當(dāng)此任,則在此基礎(chǔ)上,數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)就可首先歸結(jié)為模擬濾波器的設(shè)計(jì)了。由于運(yùn)算中的舍入處理，使誤差不斷累積，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生微弱的寄生振蕩。 在MATLAB下設(shè)計(jì)IIR濾波器可使用Butterworth函數(shù)設(shè)計(jì)出巴特沃斯濾波器，使用Cheby1函數(shù)設(shè)計(jì)出契比雪夫I型濾波器，使用Cheby2設(shè)計(jì)出契比雪夫II型濾波器，使用ellipord函數(shù)設(shè)計(jì)出橢圓濾波器。iir幅頻特性精度很高，不是線性相位的，可以應(yīng)用于對(duì)相位信息不敏感的音頻信號(hào)上； fir幅頻特性精度較之于iir低，但是線性相位，就是不同頻率分量的信號(hào)經(jīng)過fir濾波器后他們的時(shí)間差不變。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，指標(biāo)的形式一般確定為頻域中幅度和相位的響應(yīng)。第4章 IIR數(shù)字濾波器的仿真 IIR數(shù)字濾波器的仿真類別IIR數(shù)字濾波器的仿真有兩種，分別是程序仿真和軟件仿真。 首先用MATLAB做一個(gè)頻率為50Hz，F(xiàn)rq=10。subplot(1,1,1)。)。xlabel(39。仿真圖形如圖421和圖422所示：圖421 IIR低通濾波器的仿真圖422 IIR低通濾波器的仿真由圖可以看出：， 頻率之后迅速衰減。fstop=5。ws=2*pi*fstop/fs。es=sqrt(10^(As/10)1)。for i=1:K theta(i)=pi*(N1+2*i)/(2*N)。endif K(N/2) G0=omega0/(omega0+1)。plot(w/pi,Hw2)。xlabel(39。幅值39。程序代碼如下：clear。Ap=。omegap=cot(wp/2)。N=ceil(log(es/ep)/log(omegas/omegap))。endfor i=1:K G(i)=omega0^2/(12*omega0*cos(theta(i))+omega0^2)。a0=(omega01)/(omega0+1)。clear。fsa=。wpa=2*pi*fpa/fs。c=sin(wpa+wpb)/(sin(wpa)+sin(wpb))。omegas=min(abs(omegasa),abs(omegasb))。omega0=omegap/ep^(1/N)。endfor i=1:K a1(i)=4*c*(omega0*cos(theta(i))1)/(12*omega0*cos(theta(i))+omega0^2)。endif K(N/2) G0=omega0/(1+omega0)。Hw2=1./(1+((ccos(w))./(omega0*sin(w))).^(2*N))。)。ylabel(39。 IIR帶通濾波的仿真目的：用程序編寫一個(gè)低通濾波器，仿真圖形如圖441和圖442所示：圖441 IIR帶通濾波器的仿真圖442 IIR帶通濾波器的仿真由上圖可以看出，幾乎不能通過，程序代碼如下所示：clear。fsa=。wpa=2*pi*fpa/fs。c=sin(wpa+wpb)/(sin(wpa)+sin(wpb))。omegas=min(abs(omegasa),abs(omegasb))。omega0=omegap/ep^(1/N)。endfor i=1:K a1(i)=4*c*(omega0*cos(theta(i))1)/(12*omega0*cos(theta(i))+omega0^2)。endif K(N/2) G0=omega0/(1+omega0)。Hw2=1./(1+((ccos(w))./(omega0*sin(w))).^(2*N))。)。ylabel(39。第5章 結(jié)束語(yǔ) 這次的畢業(yè)論文，我得到許多老師和同學(xué)的幫助與鼓勵(lì)，才使我能夠順利地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，我在此對(duì)他們表示衷心的感謝。本論文從選題到系統(tǒng)仿真成功到最后成文，無(wú)不傾注著程老師的心血。參考文獻(xiàn)1 [M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2002。8 劉正士，王勇，陳恩偉，[J].，17(1)：88～919 葉榆，[J],山西電子技術(shù)，2006.(3)：61～6310 謝子常，[J],福建電腦,2004.(5)：31～3211 A [J],電路與系統(tǒng)學(xué)報(bào),(5)：2～412 丁磊，潘貞存，[J].繼電器. 2003, 31 (9)：49～5113 張亞妮，基于MATLAB的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)[J]，遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào) (5)：716～71814 環(huán)境下FIR 濾波器的設(shè)計(jì)與仿真[J].，(9)：101～10715 [M].北京：電子工業(yè)出版社，2006
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