論文基于matlab的iir濾波器設(shè)計與仿真-資料下載頁
2025-06-28 21:57本頁面
【正文】 ，有系數(shù)向量可以寫出數(shù)字濾波器系統(tǒng)函數(shù)Z，再用freqz函數(shù)驗證設(shè)計結(jié)果。用脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計的巴特沃斯數(shù)字低通濾波器的M程序如下：fp=2100。fs=8000。Fs=20000。Rp=。Rs=30。T=1/Fs。 %設(shè)計指標(biāo)W1p=fp/Fs*2。W1s=fs/Fs*2。%求歸一化頻率[N,Wn]=buttord(W1p,W1s,Rp,Rs,39。s39。)。%確定butterworth的最小介數(shù)N和頻率參數(shù)Wn[z,p,k]=buttap(N)。 %設(shè)計模擬低通原型的零極點(diǎn)增益參數(shù)[bp,ap]=zp2tf(z,p,k)。 %將零極點(diǎn)增益轉(zhuǎn)換成分子分母參數(shù)[bs,as]=lp2lp(bp,ap,Wn*pi*Fs)。%將低通原型轉(zhuǎn)換為模擬低通[bz,az]=impinvar(bs,as,Fs)。 %用脈沖響應(yīng)不變法進(jìn)行模數(shù)變換sys=tf(bz,az,T)。 %給出傳輸函數(shù)H(Z)[H,W]=freqz(bz,az,512,Fs)。 %生成頻率響應(yīng)參數(shù)subplot(2,1,1)。plot(W,20*log10(abs(H)))。 %繪制幅頻響應(yīng)grid on。 %加坐標(biāo)網(wǎng)格xlabel(39。頻率/Hz39。)。 ylabel(39。振幅/dB39。)。subplot(2,1,2)。 plot(W,abs(H))。 grid on。 xlabel(39。頻率/Hz39。)。 ylabel(39。振幅/H39。)。運(yùn)行后的波形如下：圖2 典型濾波器在MATLAB上運(yùn)行波形運(yùn)行結(jié)果：N=4bz= az= 用雙線性變換法設(shè)計橢圓數(shù)字低通濾波器的M程序如下：fs=20000。wp=2*pi*2100/fs。 ws=2*pi*8000/fs。 Rp=。 Rs=30。 Ts=1/fs。 Wp=2/Ts*tan(wp/2)。Ws=2/Ts*tan(ws/2)。 %按頻率轉(zhuǎn)換公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換 [N,Wn]=ellipord(Wp,Ws,Rp,Rs,39。s39。)。 %計算模擬濾波器的最小階數(shù) [z,p,k]=ellipap(N,Rp,Rs)。%設(shè)計模擬原型濾波器 [Bap,Aap]=zp2tf(z,p,k)。 %零點(diǎn)極點(diǎn)增益形式轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)形式 [b,a]=lp2lp(Bap,Aap,Wn)。 %低通轉(zhuǎn)換為低通濾波器的頻率轉(zhuǎn)化 [bz,az]=bilinear(b,a,fs)。 %運(yùn)用雙線性變換法得到數(shù)字濾波器傳遞函數(shù) [H,f]=freqz(bz,az,512,fs)。 subplot(2,1,1)。plot(f,20*log10(abs(H)))。 title(39。N=2 頻率響應(yīng)39。)。 grid on。 xlabel(39。頻率/Hz39。)。 ylabel(39。振幅/dB39。)。 subplot(2,1,2)。 plot(f,abs(H))。 grid on。 xlabel(39。頻率/Hz39。)。 ylabel(39。振幅/H39。)。運(yùn)行后的波形如下：圖3 雙線性變換法設(shè)計的橢圓數(shù)字低通濾波器波形運(yùn)行結(jié)果：N=2bz= az= IIR數(shù)字濾波器的直接設(shè)計法除了典型設(shè)計以外，MATLAB信號處理工具箱提供了幾個直接設(shè)計IIR數(shù)字濾波器的函數(shù)，直接調(diào)用就可以設(shè)計濾波器，這為設(shè)計通用濾波器提供了方便。Chebyshev I型的M程序如下：Fs=20000。 %抽樣頻率20KHzFlp=2100。 Fls=8000。Wp=2*Flp/Fs。 %歸一化的通帶截止頻率Ws=2*Fls/Fs。 %歸一化的阻帶截止頻率Rp=。 %通帶最大衰減（單位：dB）Rs=30。 %阻帶最小衰減（單位：dB）[N,Wn]=cheb1ord(Wp,Ws,Rp,Rs)。 %返回最小階數(shù)和截止頻率[b,a]=cheby1(N,Rp,Wn)。 %返回H(z)的分子分母系數(shù)[hw,w]=freqz(b,a)。subplot(2,1,1)。plot(w/pi,20*log10(abs(hw)))。grid on。xlabel(39。ω/π39。)。ylabel(39。幅度（dB）39。)title(39。切比雪夫I型幅頻響應(yīng)39。)。subplot(2,1,2)。plot(w/pi,abs(hw))。grid on。xlabel(39。ω/π39。)。ylabel(39。幅度（H）39。)。運(yùn)行后的波形如下：圖4 ChebyshevⅠ型運(yùn)行波形運(yùn)行結(jié)果：N=2b= a= Chebyshev II型M程序如下：Fs=20000。 %抽樣頻率20KHzFlp=2100。 Fls=8000。Wp=2*Flp/Fs。 %歸一化的通帶截止頻率Ws=2*Fls/Fs。 %歸一化的阻帶截止頻率Rp=。 %通帶最大衰減（單位：dB）Rs=30。 %阻帶最小衰減（單位：dB）[N,Wn]=cheb2ord(Wp,Ws,Rp,Rs)。 %返回最小階數(shù)和截止頻率[b,a]=cheby2(N,Rs,Wn)。 %返回H(z)的分子分母系數(shù)[hw,w]=freqz(b,a)。subplot(2,1,1)。plot(w/pi,20*log10(abs(hw)))。grid on。xlabel(39。ω/π39。)。ylabel(39。幅度（dB）39。)title(39。切比雪夫II型幅頻響應(yīng)39。)。subplot(2,1,2)。plot(w/pi,abs(hw))。grid on。xlabel(39。ω/π39。)。ylabel(39。幅度（H）39。)。運(yùn)行后的波形：圖5 ChebyshevⅡ型運(yùn)行波形運(yùn)行結(jié)果：N=2b= a= 附錄從頻率響應(yīng)圖中可以看出：切比雪夫Ⅰ型濾波器的幅頻特性在通帶內(nèi)有波動，阻帶內(nèi)單調(diào)；切比雪夫Ⅱ型濾波器的幅頻特性在阻帶內(nèi)有波動，通帶內(nèi)有單調(diào)。致謝感謝張大雷老師對本論文的悉心指導(dǎo)，從課題選擇到論文完成，為我們盡心盡力。感謝我的室友，四年來從陌生到摯友，生活上給予我關(guān)心，學(xué)習(xí)上給予我指導(dǎo)。感謝我的父母，普普通通的農(nóng)民，微薄收入供我完成學(xué)業(yè)。參考文獻(xiàn)：[1] ,1998.[2] 張葛祥，2003.[3] ，2006.
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