IIR数字滤波器的设计.ppt

《IIR数字滤波器的设计.ppt》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、IIR数字滤波器的设计实验目的:1、数字滤波器的分类及结构2、模拟滤波器的设计函数3、由模拟滤波器变换成等效的数字滤波器4、直接设计IIR数字滤波器数字滤波器的分类离散LSI系统对信号的响应过程实际上就是对信号进行滤波的过程。因此，离散LSI系统又称为数字滤波器。　　数字滤波器从滤波功能上可以分为低通、高通、带通、带阻以及全通滤波器；根据系统的单位冲激响应的特性，又可以分为有限长单位冲激响应滤波器(FIR)和无限长单位冲激响应滤波器(IIR)。一个离散LSI系统可以用系统函数来表示：也可以用差分方程来表示：以上两个公式中，当ak至少有一个不为0时，则

2、在有限z平面上存在极点，表达的是一个IIR数字滤波器；当ak全都为0时，系统不存在极点，表达的是一个FIR数字滤波器。FIR数字滤波器可以看成是IIR数字滤波器的ak全都为0时的一个特例。IIR数字滤波器的基本结构分为直接Ⅰ型、直接Ⅱ型、级联型和并联型。FIR数字滤波器的基本结构分为横截型(又称直接型或卷积型)、级联型、线性相位型及频率采样型等。实验涉及到的子函数：1.tf2latc功能：将数字滤波器由直接型转换为格型结构。调用格式：K＝tf2latc(b，1)；将全零点FIR系统由直接型转换为格型结构。K＝tf2latc(1，a)；将全极点IIR系统

3、由直接型转换为格型结构。　　［K，C］＝tf2latc(b，a)；将零极点IIR系统由直接型转换为格型结构。2.latc2tf功能：将数字滤波器由格型结构转换为直接型。调用格式：num＝latc2tf(K)；将全零点FIR系统由格型结构转换为系统函数(直接型)。　　［num，den］＝latc2tf(K，¢allpole¢)；将全极点IIR系统由格型结构转换为系统函数(直接型)。　　［num，den］＝latc2tf(K，C)；将零极点IIR系统由格型结构转换为系统函数(直接型)。IIR数字滤波器的基本结构及实现（1）直接型与级联型、并联型间的转

4、换例题1：已知一个系统的传递函数为将其从直接型(其信号流图如图1所示)转换为级联型和并联型。图一系统直接型信号流图解：从直接型转换为级联型，就是将系统传递函数(tf)模型转换为二次分式(sos)模型；从直接型转换为并联型，就是将系统的传递函数(tf)模型转换为极点留数(rpk)模型。clf;a=[8;-4;11;-2];b=[1;-1.25;0.75;-0.125];[sos,g]=tf2sos(b,a);%由直接型转换为级联型[r,p,k]=residuez(b,a);%由直接型转换为并联型full(sos)full(g)full(r)full(p

5、)full(k)运行结果：ans=1.0000-0.250001.0000-0.190001.0000-1.00000.50001.0000-0.31001.3161ans=0.1250ans=0.0365+0.0453i0.0365-0.0453i-0.0106ans=0.1550+1.1367i0.1550-1.1367i0.1900ans=0.0625由sos和g的数据，可以列写出级联型的表达式：由r、p、k的数据，可以列写出并联型的表达式：系统级联图模拟滤波器的设计函数实验涉及到的子函数：1.buttord功能：确定巴特沃斯(Butterwor

6、th)滤波器的阶数和3dB截止频率。调用格式：［n，wn］＝buttord(wp，ws，Rp，As)；计算巴特沃斯数字滤波器的阶数和3dB截止频率。其中，0≤wp(或ws)≤1，其值为1时表示0.5Fs。Rp为通带最大衰减指标，As为阻带最小衰减指标。［n，wn］＝buttord(wp，ws，Rp，As，¢s¢)；计算巴特沃斯模拟滤波器的阶数和3dB截止频率。wp、ws可以是实际的频率值或角频率值，wn将取相同的量纲。Rp为通带最大衰减指标，As为阻带最小衰减指标。　　当wp>ws时，为高通滤波器；当wp、ws为二元向量时，为带通或带阻滤波器，此时w

7、n也为二元向量。2.cheb1ord功能：确定切比雪夫(Chebyshev)Ⅰ型滤波器的阶数和通带截止频率。调用格式：［n，wn］＝cheb1ord(wp，ws，Rp，As)；计算切比雪夫Ⅰ型数字滤波器的阶数和通带截止频率。其中，0≤wp(或ws)≤1，其值为1时表示0.5Fs。Rp为通带最大衰减指标，As为阻带最小衰减指标。［n，wn］＝cheb1ord(wp，ws，Rp，As，¢s¢)；计算切比雪夫Ⅰ型模拟滤波器的阶数和通带截止频率。wp、ws可以是实际的频率值或角频率值，wn将取相同的量纲。Rp为通带最大衰减指标，As为阻带最小衰减指标。　　

8、当wp>ws时，为高通滤波器；当wp、ws为二元向量时，则为带通或带阻滤波器，此时wn也为二元