IIR数字高通滤波器的设计.docx

目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 摘要 1 第一章 绪论 3 1.1选题的背景及意义 4 1.2设计任务及要求 5 1.3设计内容和研究方法 5 第二章 数字滤波器 7 2.1 数字滤波器的定义 7 2.2 数字滤波器的分类 7 第三章IIR数字高通滤波器的设计 9 3.1 数字滤波器的设计原理 9 3.2 IIR数字高通滤波器的设计原理 10 第四章 三阶IIR数字高通滤波器的实现与仿真 21 4.1 设计步骤 21 4.2 MATLAB编程及仿真结果分析 24 总结 25 参考文献 26 附录 28 致谢 30 IIR数字高通滤波器的设计 中文摘要： 数字滤波器即为将某一离散时间系统在某种程度上进行转换，具体包括时域离散以及幅度量化等方面，从而改变频谱输出目标所需的有效时间离散信号且具有特定滤波功效的装置。数字滤波器结构一般具体由加法器、乘法系数以及相关的延时器构成，且内部存在一定的反馈回路，结构的形式也是多样化的，其中正准型、并联结构型、直接型以及级联等是较为常见的。也可以将其大致分为FIR和IIR两类。在于传统形式的模拟滤波器进行比较，不仅具备轻质、体积小以及便于集成等优点。较为典型的IIR的代表如切比雪夫以及巴特沃斯滤波器等等，不管什么样式的滤波装置，在其内部都是进行近似运算，这样就会一定的累计误差，严重的时候会出现小幅寄生震荡现象。本文具体结合巴特沃斯模拟滤波器的相关设计方法与理论，再将双线性变换以及响应脉冲法有效引入建立起相关数量滤波器设计的一般性的思想，最后利用MATLAB软件针对于所设计的滤波器进行相关数据仿真并验证设计的可行性。 关键词：IIR滤波器；MATLAB；双线性；脉冲不变响应 绪论 选题的背景及意义 背景：在所有技术领域的研究中，将有效信号从带干扰的原始信号中提取出已成为一个重要研究环节。首先要需要对相关采集信号的参数性质进行一定的估计，这也就是所谓的信号处理的功效，也可以根据用户的具体需求实现相应信号的转换。根据相关物理学知识所知，世界中的所有信号的形式都是以光、电、热、磁以及声音等具体形式确切存在的，这些信号的幅度随时间进行变换，这种信号被称为模拟信号，为了便于对信号进行深入的了解和分析，为了实现此目的，可以根据具体需求引进相关信号，比如数字类型的信号，其信号的幅度随着时间进行离散变化。随着电子通信技术的发展，越来越多的数据等待进行发送和接收，这对信号处理系统的实时性提出了更高更好的要求。通过与模拟信号完成相关的比对，可以得出数字类型信号的优势所在，其在灵活性方面以及精度的稳定性均要强于连续型模拟信号。分析、变换、估计、识别的过程。在此过程中需要完成相应的处理，即进行数字滤波以及傅里叶变换，通过有效运用计算机进行辅助处理或者借用相关专门的设备进行完善信号的过程称之为数字类型的信号处理。从当前的工业发展形势来看，数字滤波在某种程度上逐步成为相关领域重点的研究对象，不仅在工业上呈现出这种功效，在家用电器以及生物医学等方面也是不可或缺的环节，涉及面非常的广阔。先前确实存在的形式大多以模拟电路的形式为主，但是在二十一世纪科技高速发展的今天，模拟信号的运用已经不能满足物质精神发展的需要，很多难题单单凭借模拟技术是不能够攻克的，那么就需要将数字信号的合理引入，同时可以避免一些不必要的问题发生。 在数字滤波器的设计过程中，需要使一些特定频段的信号实现毫发无损的接收与发送，避免失真的现象发生。还需要对一些信号进行一定程度的抑制，必要的时候进行完全阻隔，这样一来数字滤波即可看成是一种频率选取的电路， 数字滤波器（IRR）对相关信号进行筛选过滤，以及相关参数的评估。当然在具体的设计过程中会始终离不开一些较为高级的编程语言，导致初步接触的设计人员进展效率非常缓慢，也伴随着一些参数不能有效修改的问题，透明化的程度也很模糊，科学技术不断的发展，一大批相关设计辅助软件的出现以上问题就变的九牛一毛，比如matlab的诞生就为数字滤波器的设计提供了广阔的平台，设计人员可以在其软件当中进行虚拟数字化设计以及相关仿真的验证，全面促进了一大批工程领域应用的发展。 意义：若想设计出相对完善且适用性强的数字滤波器，必须要熟练掌握脉冲响应不变以及双线性变换的方法及机理，并且能够灵活运用以上两类方法去设计用户所需的滤波器，需要对所设计出的装置进行频谱特性的有效评估，在此基础上再进行相关的仿真验证，倘若理论结果与仿真的实际现象一致才能够在某种意义上认为所设计出的滤波器具有实效性。除此之外，在数字滤波器的设计与分析过程中还能锻炼设计者的软件自学能力，以及相应的编程能力，也可以锻炼将所学的理论知识与实际应用相结合的能力。 设计任务及要求 设计任务