基于matlab 一种iir数字带通滤波器的设计与仿真new

《基于matlab 一种iir数字带通滤波器的设计与仿真new》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、基于MATLAB一种IIR数字带通滤波器的设计与仿真摘要：根据一实例提出基于MATLAB的两种设计IIR数字带通滤波器的方法，给出了MATLAB完整程序与SPTool工具界面设计的详细步骤，并用Simulink进行仿真。关键词：MATLAB；数字滤波器；IIR，SPTool，设计；仿真；lTheApplicationofMATLABintheDesignandSimulationofonekindIIRDigitalDandpassFilterAbstract：Thispaperpresentst

2、womethodsbasedonMATLABtodesignIIRdigitalbandpassfiltereffectivelyaccordingtooneexample。ThedetailedprogramandprocessofdesigninganinterfacebyusingtheSPTooIisgiven，andthefiltersimulationbasedonMATLABlanguageandSimulinkisalsointroducedinthispaper。Keywords

3、：MATLAB；digitalfilter；IIR；SPTool；design；simulation；1引言随着信息时代和数字世界的到来，数字信号处理已成为当今一门极其重要的学科和技术领域。目前数字信号处理在通信、语音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。在数字信号处理中起着重要的作用并已获得广泛应用的是数字滤波器（DF，DigitalFilter），根据其单位冲激响应函数的时域特性可分为两类：无限冲激响应IIR（InfiniteImpulseRespo

4、nse）滤波器和有限冲激响应FIR（FiniteImpulseResponse）滤波器。与FIR滤波器相比，IIR的实现采用的是递归结构，极点须在单位圆内，在相同设计指标下，实现IIR滤波器的阶次较低，即所用的存储单元少，从而经济效率高。MATLAB是英文MATrixLABoratory(矩阵实验室)的缩写。它是美国的MathWorks公司推出的一套用于科学计算和图形处理可视化、高性能语言与软件环境。它的信号处理工具箱包含了各种经典的和现代的数字信号处理技术，是一个非常优秀的算法研究与辅助设计的工

5、具。在设计数字滤波器时，通常采用MATLAB来进行辅助设计和仿真。9本文以MATLAB7.1为设计平台，利用MATLAB完全工具函数Ellip与SPTool工具进行IIR数字带通滤波器的设计，并加以仿真。2数字滤波器的基本概念滤波器的种类很多，从功能上可分为低通、高通、带通和带阻滤波器，每一种又有模拟滤波器和数字滤波器两种形式。如果滤波器的输人和输出都是离散时间信号，则该滤波器的冲击响应也必然是离散的，这种滤波器称之为数字滤波器。数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统，通过对抽样数据进行数

6、学处理来达到频域滤波的目的。数字滤波器也是具有一定传输选择特性的数字信号处理装置，其输入、输出均为数字信号，实质上是一个由有限精度算法实现的线性时不变离散系统。它的基木工作原理是利用离散系统特性对系统输人信号进行加工和变换，改变输入序列的频谱或信号波形，让有用频率的信号分量通过，抑制无用的信号分量输出。数字滤波器除了具有数字信号处理的固有优点外，还有滤波精度高(与系统字长有关)、稳定性好(仅运行在0与I两个电平状态)、灵活性强等优点。3数字滤波器设计的基本步骤数字滤波器的设计要经过如下三个步骤：（

7、1）确定指标：在设计一个滤波器之前，必须首先根据工程实际的需要确定滤波器的技术指标。在很多实际应用中，数字滤波器常常被用来实现选频操作。因此，指标的形式一般在频域中给出幅度和相位响应。（2）模型逼近：一旦确定了技术指标，就可利用已学习过的基本原理和关系式，提出一个滤波器模型来逼近给定的指标体系。这是滤波器设计所要研究的主要问题。（3）实现性能分析和计算机仿真以上两步的结果得到的滤波器，通常是以差分方程、系统函数或脉冲响应描述的。根据这个描述就可以分析其频率特性和相位特性、以验证设计结果是否满足指标

8、要求；或者利用计算机仿真实现设计的滤波器，再分析滤波结果来判断。4设计实例4.1MATLAB程序设计法9MATLAB信号处理工具箱提供了各种滤波器设计函数及滤波器实现函数，Ellip是完全设计函数之一，其调用格式为[b,a]=ellip(n,Rp,Rs,Wn,Options)，n为滤波器阶数，Rp表示通带波纹最大衰减，Rs表示阻带波纹最小衰减，Wn为滤波器的归一化截止频率（Nyquist频率为1Hz）；函数默认为低通或带通滤波器：低通滤波器时，Wn为截止频率；带通滤波器时，截止频率