畢業(yè)論文設(shè)計：iir數(shù)字濾波器的設(shè)計-資料下載頁
2025-06-06 05:30本頁面
【正文】 1)。 k=k*dsNu/dsNn。 b0=k。 B=real(poly(z))。 cs=k*B。 [blp,alp]=bilinear(cs,ds,T)。 %雙線形 Z變換 Wphp=*pi。 alpha=(cos(Wplp+Wphp)/2)/(cos(WphpWplp)/2)。 [H,w]=freqz(blp,alp,500)。 %500點的復(fù)頻響應(yīng) mag=abs(H)。 db=20*log10(mag/max(mag))。 pha=angle(H)。 grd=grpdelay(blp,alp,w)。 %數(shù)字低通濾波器響應(yīng) subplot(2 2 1)。 %繪出各條曲線 plot(w/pi,mag)。 title(39。數(shù)字低通濾波器幅頻響 |H(ejOmega)| 39。) xlabel(39。w(/pi) 39。)。 ylabel(39。|H(jw)| 39。)。 axis([0,1,])。 grid on IIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計 14 subplot(2 2 2)。 plot(w/pi,db)。 title(39。數(shù)字低通濾波器幅頻響 (dB) 39。) xlabel(39。w(/pi) 39。)。 ylabel(39。dB39。)。 axis([0,1,40,2])。 grid on subplot(2,2,3)。 plot(w/pi,pha/pi)。 title(39。數(shù)字低通濾波器相頻特性 39。)。 xlabel(39。w(/pi) 39。)。 ylabel(39。pha(/pi) 39。)。 axis([0,1,1,])。 grid on subplot(2,2,4)。 plot(w/pi,grd)。 title(39。數(shù)字低通濾波器群延遲 39。)。 xlabel(39。w(/pi) 39。)。 ylabel(39。Sample39。)。 axis([0,1,0,4])。 grid on 該數(shù)字濾波器的幅頻特性曲線如圖 5 所示 。 利 用雙線性變換法設(shè)計數(shù)字低通濾波器 使用雙線性變換法設(shè)計一個低通數(shù)字濾波器，給定的數(shù)字濾波器的技術(shù)指標為fp=100Hz,fs=300Hz, =3dB, =20dB,抽樣頻率為 Fs=1000Hz。 MATLAB 程序如下所示 。 clear all。 fp=100。fs=300。Fs=1000。 rp=3。rs=20。 % wp=2*pi*fp/Fs ws=2*pi*fs/Fs。 Fs=Fs/Fs。 %firstly to finish frequency prewarping。 wap=tan(wp/2)。 was=tan(ws/2)。 [n,wn]=buttord(wap,was,rp,rs,39。s39。) %Note:39。s39。! [z,p,k]=buttap(n)。 [bp,ap]=zp2tf(z,p,k) [bs,as]=lp2lp(bp,ap,wap) IIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計 15 %Note:s=(2/Ts)(z1)(z+1)。Ts=1,that is 2fs=1,fs=。 [bz,az]=bilinear(bs,as,Fs/2) [h,w]=freqz(bz,az,256,Fs*1000)。 plot(w,abs(h))。 grid on。 圖 5 利用雙線形變換法設(shè)計的數(shù)字低通濾波器的特性曲線 該數(shù)字濾波器的幅頻特性曲線如圖 6 所示 。 方法的比較 通過以上三個程序的設(shè)計我們可以知 道脈沖響不變應(yīng)法和雙線性變換法以及Butterworth 和 Chebyshev 濾波器的各自的特點： 脈沖響應(yīng)不變法的優(yōu)點是頻率坐標變換是線性的，即 Tw ?? ，如果不考慮頻率混疊現(xiàn)象，用這種方法設(shè)計的數(shù)字濾波器會很好地重現(xiàn)原模擬濾波器的頻率特性。另外一個優(yōu)點是數(shù)字濾波器的單位脈沖響應(yīng)完全模仿模擬濾波器的單位沖激響應(yīng)，時域特性逼近好。缺點是會產(chǎn)生頻率混疊現(xiàn)象，適合低通、帶通濾波器的設(shè)計，不適合高通、帶阻濾波器的設(shè)計。 IIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計 16 圖 6 基于雙線性變換法設(shè)計的數(shù)字濾波器的幅頻響應(yīng)特性 而 雙線性變換法的優(yōu)點是不可能產(chǎn)生頻率混疊現(xiàn)象，這是雙線性變換法比脈沖響應(yīng)不變法的最大優(yōu)點。但 w 與 ? 之間的非線性關(guān)系是雙線性變換法的缺點，直接影響數(shù)字濾波器頻響，故易產(chǎn)生幅度特性和相位特性的失真。 Butterworth 具有單調(diào)下降的幅頻特性， 而 Chebyshev 濾波器的幅頻特性在通帶或者在阻帶有波動，可以提高選擇性。 5 結(jié)束語 數(shù)字濾波器的設(shè)計是信號處理方面的重要內(nèi)容，通過運用 MATLAB 軟件來設(shè)計 IIR數(shù)字濾波 器，使我熟悉了 MATLAB 的強大功能，同時也對數(shù)字濾波器的特點 、 作用有更深入的理解。 了解了 熟練的利用 MATLAB 這一功能強大的軟件來設(shè)計數(shù)字濾波器對數(shù)字信號處理這一領(lǐng)域有 著 重要的意義 與價值 。 答謝： 本文的 撰 寫受到湖南文理學(xué)院物電系喬鬧生老師的 支持與幫助， 喬 老師對全文的體系方向、結(jié)構(gòu)等方面給予了悉心指導(dǎo)并把關(guān)， 認真 仔細地審閱了全部文稿并提出了許多寶貴意見，在此謹致 以 衷心的感謝。 參考文獻 [1] 高西全、丁玉美 編著 《數(shù)字信號處理》西安：西安電子科技大學(xué)出版社， [2] 張立材 、吳冬梅 編著 《數(shù)字信號處理》 北京：北京郵電大學(xué)出版社， [3] 飛思科技產(chǎn)品研發(fā) 中心 編著 《 MATLAB7 基礎(chǔ)與提高》北京：電子工業(yè)出版社， [4] 王宏 編著 《 及其在信號處理中的應(yīng)用》 北京：清華大學(xué)出版社， [5] 飛思科技產(chǎn)品研發(fā) 中心 編著 《 MATLAB7 輔助信號處理技術(shù)與應(yīng)用》北京：電子工業(yè)出版社， IIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計 17 [6] Taylor R Filter Design Handbook. New York:Marce Dekker,Inc.,1983 [7] Manolakis Dimitris G et and Adaptive Signal Processing:McGrawHill,2021
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