实验七iir数字滤波器设计及应用.docVIP

本科学生验证性实验报告 学号 114090523 姓名 罗朝斌 学院 物理与电子信息 专业、班级 11光电子 实验课程名称 数字信号处理 教师及职称 杨卫平（教授） 开课学期 2013 至 2014 学年 下 学期 填报时间 2014 年 5 月 26 日 云南师范大学教务处编印 实验设计方案 实验序号 七 实验名称 IIR数字滤波器设计及应用 实验时间 2014年5月26日 实验室 同析三栋313 实验目的 加深理解IIR数字滤波器的特性，掌握IIR数字滤波器的设计原理与设计方法，以及IIR数字滤波器的应用。 2． 实验原理、实验流程或装置示意图 N阶IIR数字滤波器的系统函数为: IIR数字滤波器的设计主要通过成熟的模拟滤波器设计方法来实现：将数字滤波器设计指标转换为模拟滤波器设计指标，设计出相应的模拟滤波器H(s)，再经过脉冲响应不变法或双线性变换法得到所需的IIR数字滤波器H(z)。 IIR数字滤波器设计的重要环节是模拟原型低通滤波器的设计，主要包括Butterworth、Chebyshev和椭圆等滤波器。 MATLAB 信号处理工具箱中提供了IIR滤波器设计的函数。 IIR 滤波器阶数选择 buttord -巴特沃斯(Butterworth)滤波器阶数选择。 cheb1ord -切比雪夫(Chebyshev)I 型滤波器阶数选择。 cheb2ord -切比雪夫(Chebyshev)II 型滤波器阶数选择。 ellipord -椭圆(Elliptic)滤波器阶数选择。 IIR 滤波器设计 butter -巴特沃斯(Butterworth)滤波器设计 cheby1 -切比雪夫(Chebyshev)I 型滤波器设计 cheby2 -切比雪夫(Chebyshev)II 型滤波器设计 ellip -椭圆(Elliptic)滤波器设计 maxflat -通用的巴特沃斯(Butterworth)低通滤波器设计 yulewalk -Yule-Walker 滤波器设计(直接数字滤波器设计法) 1. Butterworth滤波器设计 Butterworth滤波器是通带、阻带都单调衰减的滤波器。 (1)调用buttord函数确定巴特沃斯滤波器的阶数，格式为 [N,Wc] = buttord(Wp,Ws,Ap,As) 输入参数：Ap,As为通带最大衰减和阻带最小衰减，以dB为单位。 Wp,Ws为归一化通带截频和阻带截频，0Wp,Ws1 。 输出参数：N为滤波器的阶数；Wc为截频，0 Wc 1。 (2)调用butter函数设计出巴特沃斯滤波器，格式为 [b,a] = butter(N,Wc,options) 输入参数：N和Wc是buttord函数返回的参数，含义见上。 Options=’low’, ’high’, ’bandpass’, ’stop’, 分别对应低通、高通、带通、带阻，默认情况下为低通或带通。 输出参数：b和a为设计出的IIR数字滤波器H(s)的分子多项式和分母多项式的系数矩阵。 2.（1） Chebyshev I型滤波器设计 Chebyshev I型滤波器为通带纹波控制器：在通带呈现纹波特性，在阻带单调衰减。 [N,Wc] = cheb1ord(Wp, Ws, Ap, As) [b,a] = cheby1(N,Ap,Wc,options) 参数含义与butter中参数一致。 2.（2） Chebyshev II 型滤波器设计 Chebyshev II 型滤波器为阻带纹波控制器： 在阻带呈现纹波特性。 [N,Wc] = cheb2ord(Wp, Ws, Ap, As) [b,a] = cheby2(N,As,Wc,options) 3. 椭圆滤波器设计 椭圆滤波器在通阻带都呈现纹波特性。 [N,Wc] = ellipord(Wp,Ws,Ap,As) [b,a] = ellip(N,Ap,As,Wc,options) 3．实验设备及材料 装有Matlab的计算机 一台 4．实验方法步骤及注意事项 利用Matlab中的函数分析并绘出常用基本信号的波形。 注意事项： 在使用MATLAB时应注意中英输入法的切换，在中文输入法输入程序时得