基于matlab的数字滤波器设计.pdfVIP

必威体育精装版【精品】范文 参考文献 专业论文 基于 matlab 的数字滤波器设计 基于 matlab 的数字滤波器设计 【摘要】本文在分析数字滤波器设计理论的基础上， 运用 matlab 数学处理软件编程， 设计出符合要求的 IIR 和 FIR 数字滤波器， 为数 字滤波器的设计和应用提供了较为有效的方法。 【关键字】IIR ，FIR，数字滤波器， matlab 1. 引言 数字滤波过程是一个计算的过程， 由 A/D 转换器、 数字滤波器和 D/A 转换器这三部分构成。将采集到的模拟信号经由 A/D 转换器转换 成数字信号，通过数字滤波器后，过滤掉不需要的频率成分，再经由 D/A 转换器转换成模拟信号输出。在手算设计过程中需要大量较为繁 琐的计算过程，费时费力且不能保证设计效果。所以，目前设计过程 通常借助计算机 matlab 软件编程来加以实现。 2.IIR 数字滤波器设计 IIR 数字滤波器的设计思路通常是先设计出符合要求的模拟滤波 器，然后再用数字滤波器进行逼近。 它的设计方法有冲激响应不变法 和双线性变换法这两种。 matlab 软件工具箱中有几个专门设计 IIR 型数字滤波器的函数，极大的方便了 IIR 型数字滤波器的编程设计。 2.1 冲激响应不变法设计 由冲激响应不变法设计出的数字滤波器存在频率特性混叠现象， 只在折叠频率范围内才可以与模拟滤波器有较好的逼近效果。所以， 使用冲激响应不变法设计的低通、 带通滤波器都有较好的效果， 但是 设计的高通、带阻滤波器效果不是很好。 由 matlab 实现该设计实例：设计数字低通滤波器，要求通带、 阻带具有单调下降特性。设计参数有： ωp=0.2 πrad ， αp=1dB， ωs=0.35 πrad ， αs=10dB。 部分程序如下：采用巴特沃斯滤波器进行设计 fp=0.1 ；fs=0.175 ；Fs=0.5 ；Rp=1；Rs=10；T=1/Fs ； %参数 输入 必威体育精装版【精品】范文 参考文献 专业论文 W1p=fp/Fs*2；W1s=fs/Fs*2 ； %归一化频率 [N，Wn]=buttord （W1p，W1s，Rp，Rs，s ）； %确定最小阶 数和频率参数 [z ，p，k]=buttap （N）； [bp ，ap]=zp2tf （z ，p，k）； [bs ，as]=lp2lp （bp，ap，Wn*pi*Fs ）； [bz ，az]=impinvar （bs ，as ，Fs）； %用冲激响应不变法进行 模数变换 sys=tf （bz ，az ，T）； %计算传输函数 H （z ） [H，W]=freqz （bz，az，512，Fs）； %计算频响参数 运行得到传输函数和特性曲线（图 1）： 2.2 双线性变换法设计 因为双线性变换法不存在频率混叠现象， 所以多种滤波器的设计 都有较好的效果， 但是有非线性频率失真现象的出现， 需要预畸处理 来解决。 由 matlab 实现该设计实例：设计数字低通滤波器，采样周期 T=2s，通带频率 wp=0.2 πrad/s ，阻带频率 ws=0.