【文章內(nèi)容簡介】 圖功能 ,可以輕松的獲得更高質(zhì)量的曲線圖。 電子科技大學 數(shù)字信號處理實訓 11 2 基于 Matlab GUI 的 IIR 數(shù)字濾波器設(shè)計實現(xiàn) IIR 濾波器的實現(xiàn) IIR 濾波器設(shè)計原理 濾波器的設(shè)計質(zhì)上是尋找一個既能物理實現(xiàn)，又能滿足給定頻率特性指標要求的系統(tǒng)傳輸函數(shù)。 IIR 濾波器一般采用遞歸型的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的輸入與輸出服從N 階差分方程： (21) 相應的傳輸函數(shù)為： 設(shè)計 IIR 數(shù)字濾波器就是要確定傳輸函數(shù)中的系數(shù) ja 、 ib 或零極點增益 ic 、jd 、 A，使濾波器的頻率特性滿足給定的性能指標要求。 IIR 濾波器設(shè)計思想 （ 1）將設(shè)計指標歸一化處理，根據(jù)歸一化頻率，確定最小階數(shù) N 和頻率參數(shù) Wn?？晒┻x用的階數(shù)選擇函數(shù)有 :buttord， cheblord， cheb2ord， ellipord ，這里我選用 buttord 函數(shù)。 （ 2）運用最小階數(shù) N 設(shè)計模擬低通濾波器原型。根據(jù)最小階數(shù)直接設(shè)計模擬低通濾波器原型，用到的函數(shù)有： butter, chebyl,cheby2, ellip 和 bessel。 （ 3）再用 freqz 函數(shù)驗證設(shè)計結(jié)果。 (22) 電子科技大學 數(shù)字信號處理實訓 12 IIR 濾波器設(shè)計編程實現(xiàn) wp1=2*Fp1 /Fs； ws1=2*Fs1 /Fs； %求歸一化頻率 % 確定 butterworth 的最小階數(shù) N 和頻率參數(shù) Wn [n,Wn]=buttord(wp1,ws1,Rp,Rs)； b=fir1(n,wn,w)。% 確定傳遞函數(shù)的分母系數(shù) [h,f]=freqz(b,1)。 %生成頻率響應參數(shù) plot(f,20*log(abs(h))) %畫幅頻響應圖 plot(f,angle(h))。 %畫相頻響應圖 其他功能實現(xiàn) 按鈕實現(xiàn)編程 (1)Run 按鈕 根據(jù)輸入的參數(shù)顯示設(shè)計的濾波器的幅頻特性和相頻特性圖，其程序如下： function Run_Callback(hObject, eventdata, handles) %點擊 Run 立即運行程序，實現(xiàn)濾波 function play_Callback(hObject, eventdata, handles) fs=str2double(get(,39。String39。))。 t=1/fs。 fp=str2double(get(,39。String39。))。 fr=str2double(get(,39。String39。))。 ap=str2double(get(,39。String39。))。 ar=str2double(get(,39。String39。))。 wp=2*pi*fp/fs。 wr=2*pi*fr/fs。 wpp=2/t*tan(wp/2)。 wrr=2/t*tan(wr/2)。 [n,wn]=buttord(wpp,wrr,ap,ar,39。s39。)。 e=num2str(n)。 f=num2str(wn/(2*pi))。 set(,39。String39。,e)。 set(,39。String39。,f)。 [b,a]=butter(n,wn,39。low39。,39。s39。)。 電子科技大學 數(shù)字信號處理實訓 13 [bz,az]=bilinear(b,a,fs)。 [H,W]=freqz(bz,az,512,fs)。 A=abs(H)。 P=angle(H)。 axes()。 plot(W,A,39。b^39。)。 %設(shè)置圖像顯示方式為藍色三角形 grid on。title(39。巴特沃斯數(shù)字濾波器幅度譜 39。)。 xlabel(39。Frequency/Hz39。)。ylabel(39。Magnitude39。)。 axes()。 plot(W,P,39。b^39。)。 grid on。title(39。巴特沃斯數(shù)字濾波器相位譜 39。)。 xlabel(39。Frequency/Hz39。)。ylabel(39。Phace39。)。 (2)Quit 按鈕 function Quit_Callback(hObject, eventdata, handles) Close 運行和結(jié)果顯示 在圖形界面下 , 按 “ 運行 ” , 在 Fiter Design 界面，選擇要設(shè)計的濾波器選項，編輯框中輸人要求設(shè)計的數(shù)字濾波器的性能指標 , 選擇 “Run”命令按鈕 , 出現(xiàn)如圖所示的模擬低通原型濾波器幅頻響應和相頻響應曲線 , 最小階次。 當選擇了 “Run”按鈕，在 “濾波器類型選擇 ”旁的下拉菜單框中選擇其他類型的濾波器會立刻出 現(xiàn)此類型的濾波器的圖形。 例如選擇設(shè)計 IIR 的 Butterworth 低通濾波器，其 Fsamp=100000。Fs=1000Hz，F(xiàn)p=5000Hz， Ap=1dB。As=40Db,效果圖如 圖表 所示： 電子科技大學 數(shù)字信號處理實訓 14 圖表 附 錄 程序設(shè)計： function varargout = mygude(varargin) gui_Singleton = 1。 gui_State = struct(39。gui_Name39。, mfilename, ... 39。gui_Singleton39。, gui_Singleton, ... 39。gui_OpeningF39。, @mygude_OpeningF, ... 39。gui_OutputF39。, @mygude_OutputF, ... 39。gui_LayoutF39。, [] , ... 39。gui_Callback39。, [])。 if nargin amp。amp。 ischar(varargin{1}) = str2func(varargin{1})。 end if nargout [varargout{1:nargout}] = gui_mainf(gui_State, varargin{:})。 else gui_mainf(gui_State, varargin{:})。 電子科技大學 數(shù)字信號處理實訓 15 end function mygude_OpeningF(hObject, eventdata, handles, varargin) = hObject。 guidata(hObject, handles)。 function varargout = mygude_OutputF(hObject, eventdata, handles) varargout{1} = 。 function play_Callback(hObject, eventdata, handles) fs=str2double(get(,39。String39。))。 t=1/fs。 fp=str2double(get(,39。String39。))。 fr=str2double(get(,39。String39。))。 ap=str2double(get(,39。String39。))。 ar=str2double(get(,39。String39。))。 wp=2*pi*fp/fs。 wr=2*pi*fr/fs。 wpp=2/t*tan(wp/2)。 wrr=2/t*tan(wr/2)。 [n,wn]=buttord(wpp,wrr,ap,ar,39。s39。)。 e=num2str(n)。 f=num2str(wn/(2*pi))。 set(,39。String39。,e)。 set(,39。String39。,f)。 [b,a]=butter(n,wn,39。low39。,39。s39。)。 [bz,az]=bilinear(b,a,fs)。 [H,W]=freqz(bz,az,512,fs)。 A=abs(H)。 P=angle(H)。 axes()。 plot(W,A,39。b^39。)。 grid on。title(39。176。205。204。216。206。214。203。185。202。253。214。194。203。178。168。198。247。249。182。200。198。39。)。 xlabel(39。Frequency/Hz39。)。ylabel(39。Magnitude39。)。 axes()。 plot(W,P,39。b^39。)。 grid on。title(39。176。205。204。216。206。214。203。185。202。253。214。194。203。178。168。198。247。207。224。206。187。198。39。)。 xlabel(39。Frequency/Hz39。)。ylabel(39。Phace39。)。 function close_Callback(hObject, eventdata, handles) close function fs_Callback(hObject, eventdata, handles) 電子科技大學 數(shù)字信號處理實訓 16 function fs_CreateF(hObject, eventdata, handles) if ispc amp。amp。 isequal(get(hObject,39。BackgroundColor39。), get(0,39。defaultUicontrolBackgroundColor39。)) set(hObject,39。BackgroundColor39。,39。white39。)。 end function fp_Callback(hObject, eventdata, handles) function fp_CreateF(hObject, eventdata, handles) if ispc amp。amp。 isequal(get(hObject,39。BackgroundColor39。), get(0,39。defaultUicontrolBackgroundColor39。)) set(hObject,39。BackgroundColor39。,39。white39。)。 end function Ap_Callback(hObject, eventdata, handles) function Ap_CreateF(hObject, eventdata, handles) if ispc amp。amp。 isequal(get(hObject,39。BackgroundColor39。), get(0,39。defaultUicontrolBackgroundColor39。)) set(hObject,39。BackgroundColor39。,39。white39。)。 end function As_Callback(hObject, eventdata, handles) function As_CreateF(hObject, eventdata, handles) if ispc amp。amp。 isequal(get(hObject,39。BackgroundColor39。), get(0,39。defaultUicontrolBackgroundColor39。)) set(hObject,39。BackgroundColor39。,39。white39。)。 end function Fsamp_Callback(hObject, eventdata, handles) function Fsamp_CreateF(hObject, eventdata, handles) if ispc amp。amp。 isequal(get(hObject,39。BackgroundColor39。), get(0,39。defaultUicontrolBackgroundColor39。)) set(hObject,39。BackgroundColor39。,39。white39。)。 end function play_CreateF(hObject, eventdata,