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1、7.2.1模拟滤波器设计的基本概念7.2.2设计IIR滤波器的常用Matlab函数返回到本章向导第7章IIR数字滤波器设计7.2模拟滤波器设计7.2.3模拟低通滤波器设计7.2.4模拟带通滤波器设计7.2.1模拟滤波器设计的基本概念返回到本节向导1.模拟滤波器的技术指标要求:——与数字滤波器相近;以模拟低通滤波器为例:或:描述为:图5.1.17.2.1模拟滤波器设计的基本概念2.常用模拟滤波器及其特点:模拟滤波器在理论上和设计方法上已经相当成熟,并且有一些典型类型可供选择;⑴巴特沃斯型返回到本节向导主要特点:在通带和阻带都有平坦的幅频响应;且从通带中心向两边的幅频响应单调下降当滤波器的
2、阶次N较小时,阻带幅频响应的下降速度较慢,与理想特性相差较远;7.2.1模拟滤波器设计的基本概念3.常用模拟滤波器及其特点:⑵切比雪夫型返回到本节向导主要特点:阻带衰减特性较快;在通带或阻带具有等波纹形状的幅频响应;Ⅰ型滤波器的幅频响应在通带有波纹,而阻带单调下降Ⅱ型则在通带单调下降,在阻带有波纹;7.2.2设计IIR滤波器的常用Matlab函数1.计算滤波器的阶次N和截止频率⑴巴特沃斯型返回到本节向导[N,Wc]=buttord(Wp,Ws,Ap,As);[N,Wc]=buttord(Wp,Ws,Ap,As,'s');即数字频率的实际值(rad)除以π;数字域格式数字滤波器的通带截止
3、频率和阻带截止频率的归一化值;要求满足:0≤Wp≤1、0≤Ws≤1滤波器的通带最大衰减和阻带最小衰减(dB);返回参数为数字滤波器的阶次N和3dB截止频率的归一化值Wc;模拟域格式7.2.2设计IIR滤波器的常用Matlab函数⑴巴特沃斯型返回到本节向导[N,Wc]=buttord(Wp,Ws,Ap,As);[N,Wc]=buttord(Wp,Ws,Ap,As,'s');当Ws≤Wp时,为高通滤波器;即:Wp=[Wpl,Wph]、Ws=[Wsl,Wsh]分别为通带和阻带的下限、上限截止频率的归一化值;当Wp和Ws为2维向量时,为带通和带阻滤波器;返回值Wc=[Wcl,Wch]也是2维向
4、量;7.2.2设计IIR滤波器的常用Matlab函数⑵切比雪夫Ⅰ型返回到本节向导⑶切比雪夫Ⅱ型[[N,Wc]=cheb1ord(Wp,Ws,Ap,As);[N,Wc]=cheb1ord(Wp,Ws,Ap,As,'s');[N,Wc]=cheb2ord(Wp,Ws,Ap,As);[N,Wc]=cheb2ord(Wp,Ws,Ap,As,'s');⑷椭圆型[N,Wc]=ellipord(Wp,Ws,Ap,As);[N,Wc]=ellipord(Wp,Ws,Ap,As,'s');7.2.2设计IIR滤波器的常用Matlab函数2.实际滤波器设计⑴巴特沃斯型返回到本节向导①[B,A]=butte
5、r(N,Wc,‘ftype’);[B,A]=butter(N,Wc,'ftype','s');ftype=stop为带阻;数字域格式ftype=high为高通;默认为低通或带通;滤波器类型返回参数是数字滤波器系统函数H(z)的分子、分母多项式系数向量(N+1维);7.2.2设计IIR滤波器的常用Matlab函数⑴巴特沃斯型②[z,p,K]=butter(N,Wc,‘ftype’);[z,p,K]=butter(N,Wc,'ftype','s');返回参数为系统函数H(z)或Ha(s)的零、极点和增益常数;返回到本节向导⑵切比雪夫Ⅰ型[B,A]=cheby1(N,Ap,Wc,'ftype
6、');[B,A]=cheby1(N,Ap,Wc,‘ftype’,‘s’);[z,p,K]=cheby1(N,Ap,Wc,‘ftype’);[z,p,K]=cheby1(N,Ap,Wc,‘ftype’,‘s’);7.2.2设计IIR滤波器的常用Matlab函数⑶切比雪夫Ⅱ型[B,A]=cheby2(N,As,Wc,‘ftype’);[B,A]=cheby2(N,As,Wc,'ftype','s');返回到本节向导⑷椭圆型[B,A]=ellip(N,Ap,As,Wc,‘ftype’);[B,A]=ellip(N,Ap,As,Wc,‘ftype’,‘s’);[z,p,K]=ellip(N,A
7、p,As,Wc,‘ftype’);[z,p,K]=ellip(N,Ap,As,Wc,'ftype','s')[z,p,K]=cheby2(N,As,Wc,'ftype');[z,p,K]=cheby2(N,As,Wc,'ftype','s');7.2.3模拟低通滤波器设计1.模拟低通滤波器的设计方法返回到本节向导设计模拟低通滤波器时,常采用幅度平方函数来逼近其技术指标要求;由于实际滤波器的冲激响应为实函数;有:代入得:其零(极)点分布遵循象限对