iir数字滤波器设计及其matlab实现 毕业论文

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1、IIR数字滤波器设计及其MATLAB实现目录IIR数字滤波器及其MATLAB实现1摘要1关键字1引言1第一章滤波器概论21.1滤波原理21.2滤波器分类21.3滤波器的技术要求31.3.1滤波器的截止频率31.3.2带通带阻的容限31.3.3采样频率41.3.4滤波器设计步骤4第二章模拟滤波器设计42.1巴特沃斯低通滤波器的设计62.2切比雪夫低通滤波器的设计91.切比雪夫Ⅰ型低通滤波器92.切比雪夫Ⅱ型低通滤波器102.3椭圆低通滤波器的设计12第三章模拟高通、带通与带阻滤波器设计143.1模拟高通滤波器的设计143.2模拟

2、带通滤波器的设计153.3模拟带阻滤波器的设计17第四章IIR数字滤波器设计方法184.1基于冲激响应不变法的IIR滤波器设计184.2基于双线性Z变换法的IIR滤波器的设计204.3数字高通、带通及带阻IIR滤波器设计221.基于原型滤波器转换法的IIR数字滤波器设计221.1直接有由模拟低通滤波器转换成数字高通、带通或带阻滤波器221.2先由模拟低通滤波器转换成模拟高通、带通或带阻滤波器然后再转换成相应的数字滤波器231.3将模拟低通滤波器转换成数字低通滤波器，再通过变量代换变成数字高通、带通或带阻滤波器。242基于直接数

3、字域法的IIR数字滤波器设计25致谢26参考文献27IIRDigitalFilterDesignAndImpementationByMATLAB27Abstract27Keyword27附录28第29页共33页IIR数字滤波器及其MATLAB实现摘要：本文介绍了滤波器的滤波原理、IIR数字滤波器的设计及MATLAB工具箱进行IIR数字滤波器的设计。本文介绍了IIR数字滤波器的三种设计方法，即通过模拟滤波器设计IIR数字滤波器、脉冲响应不变法和双线性变换法。主要介绍的是通过模拟滤波器转换设计IIR数字滤波器，因为现在模拟滤波器的

4、设计比较成熟。关键字：数字滤波器　IIR数字滤波器MATLAB传递函数引言:所谓数字滤波器，是指输入、输出均为数字信号，通过数值运算处理改变输入信号所含频率成分的相对比值，或者滤除某些频率成分的数字器件或程序。由数字乘法器、加法器和延时单元组成。因此，数字滤波器的概念和和模拟滤波相同，只是信号的形式和实现滤波器的方法不同。正因为数字滤波器通过数值运算实现滤波，所以数字滤波器处理精度高、稳定、体积小、重量轻、灵活、不存在阻抗匹配问题，可以实现模拟滤波器无法实现的特殊滤波功能。如果处理的是模拟信号，可通过A/DC和D/AC，在信号

5、形式上进行匹配转换，同样可以使用数字滤波器对模拟信号进行滤波。　数字滤波器一词出现在60年代中期。由于电子计算机技术和大规模集成电路的发展，数字滤波器已可用计算机软件实现，也可用大规模集成数字硬件实时实现。　　数字滤波器是一个离散时间系统（按预定的算法,将输入离散时间信号转换为所要求的输出离散时间信号的特定功能装置）。应用数字滤波器处理模拟信号时，首先须对输入模拟信号进行限带、抽样和模数转换。数字滤波器输入信号的抽样率应大于被处理信号带宽的两倍，其频率响应具有以抽样频率为间隔的周期重复特性，且以折叠频率即1/2抽样频率点呈镜像

6、对称。为得到模拟信号，数字滤波器处理的输出数字信号须经数模转换、平滑。数字滤波器具有高精度、高可靠性、可程控改变特性或复用、便于集成等优点。数字滤波器在语言信号处理、图像信号处理、医学生物信号处理以及其他应用领域都得到了广泛应用。第一章滤波器概论1.1滤波原理第29页共33页X(n)h(n)y(n)滤波器，顾名思义，其作用是对输入信号起到滤波作用。对图1-1所示的LSI系统，图1-1其输入输出关系是：（1-1）若，的傅里叶变换存在，则输入输出的频域关系式：（1-2）当输入信号通过滤波器系统后，其输出中不含有>的频率成分，仅使<

7、的信号成分通过。因此，滤波器的形状不同，其滤波后的信号结果也不一样。若滤波器的输入、输出都是离散时间信号，那么该滤波器的单位冲激响应也必然是离散的，这种滤波器称为数字滤波器（DF），当用硬件实现一个DF时，所需的元件是延时器、乘法器和加法器；而利用MATLAB软件时，仅需要线性卷积程序便可以实现。1.2滤波器分类按照不同的分类方法，数字滤波器有很多分类，在本文中，选择从数字滤波器实现的网络结构或者是从单位脉冲响应长度分类，分为无限长度单位脉冲响应（IIR）滤波器和有限长度响应（FIR）滤波器。如果单位取样响应是时宽无限的，则称

8、之为IIR系统。数字滤波器按照实现的方法和结构形式分为递归型和非递归型两类，递归型熟悉滤波器的当前输出是输入的当前值和以前各输入……，以及前各输出值……的函数。一个N阶递归数字滤波器（IIR滤波器）的差分方程为：（1-3）由递归术语的含义，式（1-3）中的系数至少一项不为零。