实验四 IIR 滤波器设计.doc

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1、.HUNANUNIVERSITY数字信号课程实验报告专业班级：通信工程一班完成日期：　2014520..实验四IIR滤波器设计1、实验目的认真复习滤波器幅度平方函数的特性，模拟低通滤波器的巴特沃思逼近、切比雪夫型逼近方法；复习从模拟低通到模拟高通、带通、带阻的频率变换法；从模拟滤波器到数字滤波器的脉冲响应不变法、双线性变换法的基本概念、基本理论和基本方法。掌握巴特沃思、切比雪夫模拟低通滤波器的设计方法；利用模拟域频率变换设计模拟高通、带通、带阻滤波器的方法。掌握利用脉冲响应不变法、双线性变换法设计数字滤波器的基本方法；能熟练设计巴特沃思、切比雪夫低通、带通、高通

2、、带阻数字滤波器。熟悉利用MATLAB直接进行各类数字滤波器的设计方法。2、实验内容a.设计模拟低通滤波器，通带截止频率为10KHz，阻带截止频率为16KHz，通带最大衰减1dB，阻带最小衰减20dB。(1)分别用巴特沃思、切比雪夫I、切比雪夫II型、椭圆型滤波器分别进行设计，并绘制所设计滤波器的幅频和相频特性图。代码：%巴特沃斯低通滤波器clc;wp=2*pi*10000;%通带截止频率ws=2*pi*16000;%阻带截止频率ap=1;%通带最大衰减as=20;%阻带最大衰减[N,Wc]=buttord(wp,ws,ap,as,'s')%计算巴特沃斯滤波器阶次和截

3、止频率[B,A]=butter(N,Wc,'s');%频率变换法设计巴特沃斯低通滤波器freqs(B,A);%画出幅频和相频特性图结果：..%切比雪夫Ⅰ型低通滤波器clc;wp=2*pi*10000;%通带截止频率ws=2*pi*16000;%阻带截止频率Ap=1;%通带最大衰减As=20;%阻带最大衰减[N,Wc]=cheb1ord(wp,ws,Ap,As,'s')%计算切比雪夫Ⅰ型滤波器阶次和截止频率[B,A]=cheby1(N,Ap,Wc,'s')%频率变换法设计切比雪夫Ⅰ型低通滤波器freqs(B,A);%画出幅频和相频特性图结果..%切比雪夫Ⅱ型低通滤波器c

4、lc;wp=2*pi*10000;%通带截止频率ws=2*pi*16000;%阻带截止频率Ap=1;%通带最大衰减As=20;%阻带最大衰减[N,Wc]=cheb2ord(wp,ws,Ap,As,'s')%计算切比雪夫Ⅱ型滤波器阶次和截止频率[B,A]=cheby2(N,Ap,Wc,'s')%频率变换法设计切比雪夫Ⅱ型低通滤波器freqs(B,A);%画出幅频和相频特性图结果..%椭圆型低通滤波器clc;wp=2*pi*10000;%通带截止频率ws=2*pi*16000;%阻带截止频率Ap=1;%通带最大衰减As=20;%阻带最大衰减[N,Wc]=ellipord(

5、wp,ws,Ap,As,'s')%计算椭圆型滤波器阶次和截止频率[B,A]=ellip(N,Ap,As,Wc,'s')%频率变换法设计椭圆型低通滤波器freqs(B,A);%画出幅频和相频特性图结果..(2)在通带截止频率不变的情况下，分别用n=3,4,5,6阶贝塞尔滤波器设计所需的低通滤波器，并绘制其相应的幅频响应和相频响应图。%贝塞尔滤波器代码：clc;n1=3;wp=2*pi*10000;[b1,a1]=besself(n1,wp)%贝塞尔模拟滤波器设计freqs(b1,a1);title('n=3阶贝塞尔滤波器');figuren2=4;[b2,a2]=bes

6、self(n2,wp)freqs(b2,a2);title('n=4阶贝塞尔滤波器');figuren3=5;..[b3,a3]=besself(n3,wp)freqs(b3,a3);title('n=5阶贝塞尔滤波器');figuren4=6;[b4,a4]=besself(n4,wp)freqs(b4,a4);title('n=6阶贝塞尔滤波器');结果：....b.设计模拟高通滤波器，通带截止频率为2000Hz，阻带截止频率1500Hz，通带最大衰减为3dB，阻带最小衰减为15dB。(1)分别用巴特沃思、切比雪夫I型滤波器首先设计模拟低通滤波器，再通过频率转换成

7、高通滤波器，并分别绘制所设计滤波器的幅频和相频特性图。代码：%巴特沃斯型clc;wp=2*pi*2000;ws=2*pi*1500;ap=3;as=15;[N,Wc]=buttord(wp,ws,ap,as,'s')[z,p,k]=buttap(N);%设计归一化模拟原型滤波器[B,A]=butter(N,Wc,'s')%频率变换法设计巴特沃斯低通滤波器freqs(B,A);title('模拟低通');figure;b0=k*real(poly(z));%求原型滤波器系数b0a0=real(poly(p));%求原型滤波器系数a0[b,a]=lp2h