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1、实验三IIR数字滤波器设计一、实验目的让学生掌握IIR数字滤波器设计的冲激响应不变法和双线性变换法。掌握IIR数字滤波器的计算机编程实现方法，即软件实现。培养学生综合分析、解决问题的能力，加深对课堂内容的理解。二、实验要求掌握IIR数字滤波器设计的冲激响应不变法和双线性变换法；编制IIR数字滤波器的程序；完成对不同频率的多个正弦信号的滤波。三、实验环境PC机,Windows2000,office2000,Matlab6.5以上版本软件。四、实验内容、步骤实验内容已知模拟滤波器的技术指标：oc产-3dB截止频率为fp=[4KHz,6K
2、Hz]:阻带截止频率为fs=[2KHz,8KHz],阻带衰减不小于18dB,取样频率为40KHz。1.编程设计滤波器，用冲激响应不变法设计IIR数字滤波器。2.编程设计滤波器，用双线性变换法设计IIR数字滤波器。3.求脉冲响应、频率响应以及零极点。4.编程滤波，求滤波器输出，完成对不同频率的多个正弦信号的滤波。实验步骤1.根据所给定的技术指标进行指标转换。=2兀fc，Oc2=2兀fc21=2兀扎，。$2-=B=Qc2-,Q=Q$2b,勺=—3,q=—18。°$22.根据指标设计Butterworth模拟低通滤波器。调用函数[n,
3、wn]=buttord(wp,ws,rp,rsjs，)确定阶次。调用函数[zl,pl,kl]=buttap(n),求低通原型的模型。调用函数[bl,al]=zp2tf(zl,pl,kl)实现模型转换。1.将低通滤波器转换为模拟带通滤波器调用函数[b,a]=lp2bp(bl,al,Q°,B)2.用冲激响应不变法设计带通IIR数字滤波器。调用函数[bz,az]=impinvar(b,a,fs)。3.用双线性变换法设计带通IIR数字滤波器。调用函数[bz,az]二blinear(b,a,fs)。4.求出脉冲响应创川和幅频特性曲线”(严)
4、
5、,(—兀WQW兀)。调用函数[h,t]=impz(bz,az,n,fs)和[h,f]二freqz(bz,az,N,fs)完成。5.设数字滤波器输入x[n]=sin(0.1/rn)+sin(0.25^/i),用所设计的HR滤波器进行滤波。调用函数y=filter(bz,az,x)完成。五、实验结果1、butterworth模拟滤波器的阶次〃和系数a,bn=5;a=[l40665.62953852215564256825.405051645102739216651.14081859618566e+192.39041542831092e+
6、231.08090511082482e+281.47684522225845e+324.73282125234159e+363.27726389634619e+407.63580610955463e+44];b=[3.13364157220128e+209458538413.803596731775028025551.85786351481744e+184.08500306747897e+23-6.11189043342945e+26];2、IIR数字滤波器系数必，加az=[1-6.7684090404777722.48105011
7、28021-47.357492824391969.6133351479665-74.32958568000345&3349945164697-33.254306382046613.2277362983852-3.337200680534600.413354500645457]:bz=[3.08296028557198e-05-1.77635683940025e-15-0.000154148014267719-4.97379915032070e-140.000308296028634913-1.13686837721616e-13-0
8、.000308296028428856-7.81597009336110e-140.000154148014317457-1.02140518265514e-14-3.08296028543875e-05];3、IIR数字滤波器的零极点图864202468••••••••oooooooO■■■■七EdAJeu_6ELU-3、11R数字滤波器的脉冲响应灿加和幅频特性曲线”(幺阳)(1)、IIR数字滤波器的脉冲响应灿川(2)、幅频特性和相频特性曲线:500-50-100-15000.20.40.60.811.21.41.61.82x10
9、44输入信号时间输出信号时间x104、给定的输入x[n]=sin(0.+sin(0.4^z),数字滤波器输入和输出时域曲线和频谱(1)、时域波形：(2)、频域波形:六.讨论、思考题1.IIR数字滤波器设计的一般方法先设计过渡模拟滤波器
