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《iir数字滤波器设计和应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、IIR数字滤波器设计和应用一、实验目的1、熟悉IIR数字滤波器的设计方法。2、掌握模拟滤波器的matlab实现。3、熟悉用脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器的原理与方法。4、熟悉用双线性变换法设计IIR数字滤波器的原理与方法。5、掌握数字滤波器的计算机仿真方法。6、通过观察对实际心电图信号的滤波作用，获得数字滤波的感性知识。二、实验内容和要求1、用Matlab语言分别设计巴特奥斯低通滤波器和切比雪夫低通滤波器，其技术指标为：通带截止频率，通带最大衰减；阻带起始频率，阻带最小衰减；要求：求出他们的零点、极点、阶数、增益等，并画出图形作比较。（1）巴特奥斯
2、低通滤波器：%DesignaButterworthAnalogbandpassfilter%Desiredperformentsofthefilterwp=5000*2*pi;ws=10000*2*pi;Rp=3;Rs=30;%computeoderandcutofffrequency[N,Wn]=buttord(wp,ws,Rp,Rs,'s');NFc=Wn/(2*pi)%Computethefilter[b,a]=butter(N,Wn,'s');%Outputw=linspace(1,3000,1000)*2*pi;H=freqs(b,a,w);
3、magH=abs(H);phaH=unwrap(angle(H));plot(w/(2*pi),20*log10(magH));xlabel('Frequency(Hz)');ylabel('Magnidute(dB)');title('ButterworthAnalogbandpassfilter')gridon运算结果：N=5Fc=5.0124e+003（2）切比雪夫低通滤波器：%Chebyshev¢ñlowpassfilter%Desiredperformentswp=5000*2*pi;ws=10000*2*pi;Rp=3;Rs=30;%Com
4、puteOrderNebs=sqrt(10^(Rp/10)-1);A=10^(Rs/20);Wc=wpWr=ws/wp;g=sqrt(A*A-1)/ebs;N1=log10(g+sqrt(g*g-1))/log10(Wr+sqrt(Wr*Wr-1));N=ceil(N1)运算结果：Wc=3.1416e+004 N=42、切比雪夫低通滤波器，其技术指标为：通带截止频率，通带最大衰减；阻带起始频率，阻带最小衰减；要求：求出他们的零点、极点、阶数、增益等，并画出图形作比较。3、用脉冲响应不变法把模拟滤波器转换为数字滤波器H(z)，其中采样周期为T=0.
5、1s。%Impulseinvariancemethod%Fromanalogtodigitalfilterconversion%Modelofanalogfilterb=[11];a=[156];Ts=0.1;[R,Ps,K]=residue(b,a);Pz=exp(Ps*Ts);disp('Usedirectprinciple£º')[bz,az]=residue(R,Pz,K)disp('Usefunction¡°IMPINVAR¡±£º')[bz1,az1]=impinvar(b,a,1/Ts)运算结果Usedirectprinciple：bz=
6、1.0000-0.8966az=1.0000-1.55950.6065Usefunction“IMPINVAR”：bz1=0.1000-0.0897az1=1.0000-1.55950.60654、利用双线性变换法设计一个巴特奥斯低通IIR数字滤波器。(1)设计的指标参数为：在通带内频率低于0.2π时，最大衰减小于1dB，在阻带内[0.3π，π]频率区间上，最小衰减大于15dB.(2)以0.02π为采样间隔，打印出数字滤波器在频率区间［0,π/2］上的幅频响应特性曲线。(3)用所设计的滤波器对实际心电图信号采样序列(在本实验后面给出)进行仿真滤波处理，
7、并分别打印出滤波前后的心电图信号波形图，观察总结滤波作用与效果。例如假设最后求出的数字滤波器系统函数H(z)为：式中A=0.09036B1=1.2686,C1=-0.7051B2=1.0106,C2=-0.3583B3=0.9044,C3=-0.2155由(1式)和(2式)可见，滤波器H(z)由三个二阶滤波器H1(z),H2(z)和H3(z)级联组成，如图1所示。图1滤波器H(z)的组成(2)编写滤波器仿真程序,计算H(z)对心电图信号采样序列x(n)的响应序列y(n)。设yk(n)为第k级二阶滤波器Hk(z)的输出序列，yk-1(n)为输入序列，如图
8、1所示。由(2式)可得到差分方程：yk(n)=Ayk-1(n)+2Ayk-1(n-1)+Ayk
