(完整word版)IIR数字滤波器设计matlab代码.pdf

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1、大连理工大学实验报告大连理工大学实验报告学院（系）：电子信息与电气工程学部专业：电子信息工程班级：姓名：学号：组：实验时间：实验室：大黑楼 C221实验台：指导教师签字：成绩：实验名称实验名称实验三实验三 IIRIIR 数字滤波器设计数字滤波器设计一、实验目的和要求(1)掌握双线性变换法设计 IIR 数字滤波器。(2)掌握脉冲响应不变法设计 IIR 数字滤波器。二、实验原理和内容1.1.巴特沃思低通滤波器巴特沃思低通滤波器幅度平方函数定义为式中 N 为正整数，代表滤波器的阶次，c称为截止频率。当 c时，有Ha(jc)即2|H|Ha(j)|(j)|=21 1c2N121 20lgHa(j0)3d

2、BHa(jc)所以又称c为巴特沃思低通滤波器的 3 分贝带宽。巴特沃思低通滤波器的幅度特性如图所示。(完整word版)IIR数字滤波器设计matlab代码-第1页(完整word版)IIR数字滤波器设计matlab代码-第1页图 1 巴特沃思低通滤波器的幅度特性2.切贝雪夫低通滤波器切贝雪夫 I 型滤波器的幅度平方函数为Ha(j)212 12CNc其中，是表示通带波纹大小的一个参数，越大，波纹也越大。为截止频率，CN(x)是 N 阶切贝雪夫多项式。切贝雪夫 I 型低通滤波器的幅度特性如图所示为对c的归一化频率，cc图 2切贝雪夫 I 型低通滤波器的幅度特性三、主要仪器设备Matlab四、实验内容

3、及结果1.1.用双线性变换法设计一个巴特沃斯 IIR 低通数字滤波器。设计指标参数为：在通带内频率低于 0.4*pi 时，最大衰减小于 2dB；在阻带内0.6*pi,pi 频率区间上，最小衰减大于 15dB。要求：(1)(1)用 buttord，buttap，zp2tf，lp2lp，bilinear 等指令实现(2)(2)用 buttord，butter 指令实现(完整word版)IIR数字滤波器设计matlab代码-第2页(完整word版)IIR数字滤波器设计matlab代码-第2页并分别绘制两种设计方法的频响曲线（1）双线形变换法设计巴特沃斯IIR低通数字滤波器，代码如下：clcclear

4、wp=0.4*pi;ws=0.6*pi;rp=2;rs=15;Ts=0.0001;Fs=1/Ts;%采样频率wp=2/Ts*tan(wp/2);ws=2/Ts*tan(ws/2);N,wc=buttord(wp,ws,rp,rs,s);z,p,k=buttap(N);b,a=zp2tf(z,p,k);B,A=lp2lp(b,a,wc);Bz,Az=bilinear(B,A,Fs);w=0:0.001:pi;H,w1=freqz(Bz,Az,w);H=20*log10(abs(H);plot(w/pi,H);grid on;title(双线形变换法设计巴特沃斯 IIR 低通数字滤波器);xlab

5、el(频率/pi);ylabel(幅度/dB);(完整word版)IIR数字滤波器设计matlab代码-第3页(完整word版)IIR数字滤波器设计matlab代码-第3页双 线 形 变 换 法 设 计 巴 特 沃 斯 IIR低 通 数 字 滤 波 器500-50-100幅度/dB-150-200-250-30000.10.20.30.40.5频 率/pi0.60.70.80.91（2）直接法设计巴特沃斯IIR低通数字滤波器，代码如下：clcclearwp=0.4;ws=0.6;rp=2;rs=15;N,wc=buttord(wp,ws,rp,rs);Bz,Az=butter(N,wc);w=

6、0:0.001:pi;H,w1=freqz(Bz,Az,w);H=20*log10(abs(H);plot(w/pi,H);grid on;title(直接法设计巴特沃斯 IIR 低通数字滤波器);xlabel(频率/pi);ylabel(幅度/dB);(完整word版)IIR数字滤波器设计matlab代码-第4页(完整word版)IIR数字滤波器设计matlab代码-第4页直 接 法 设 计 巴 特 沃 斯 IIR低 通 数 字 滤 波 器500-50-100幅度/dB-150-200-250-30000.10.20.30.40.5频 率/pi0.60.70.80.91(3)设 计 一 个

7、巴 特 沃 兹 低 通 滤 波 器，给 定 技 术 指 标 是fp100Hzfst 300Hzp 3dBs 20dB，抽样频率为Fs1000Hz。代码如下：clcclearfp=100;fs=300;Fs=1000;af=3;as=20;wp=2*fp/Fs;ws=2*fs/Fs;n,Wn=buttord(wp,ws,af,as);(完整word版)IIR数字滤波器设计matlab代码-第5页(完整word版)IIR数字滤波器设计matlab代码-第5页b,a=butter(n,Wn);figure(1)freqz(b,a,512,1);title(巴特沃斯 IIR 低通数字滤波器);巴 特

8、沃 斯 IIR低 通 数 字 滤 波 器0Magnitude(dB)-50-100-15000.050.10.150.20.250.3Frequency(Hz)0.350.40.450.50Phase(degrees)-50-100-150-20000.050.10.150.20.250.3Frequency(Hz)0.350.40.450.5五、实验体会本次实验中用了双线性变换法、冲击响应不变法及直接设计法设计了 IIR 滤波器。通过本次实验，我更直观的看到了滤波器的特性，对理论有了更深刻的认识。Matlab 是一个十分强大的工具，有很多很好用的函数，比起人工计算设计滤波器来简单了很多很多，很直观也很实用。(完整word版)IIR数字滤波器设计matlab代码-第6页(完整word版)IIR数字滤波器设计matlab代码-第6页