matlab实现数字巴特沃斯高通iir滤波器(双线性变换法)

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1、目录摘要1Abstract21设计项目要求与说明32系统设计32.1设计思路32.2设计方法对比42.3典型模拟滤波器比较52.4设计步骤53仿真程序的设计与调试63.1数字域指标变换成模拟域指标63.2数字域频率进行预畸变63.3模拟滤波器的设计73.4模拟滤波器变成数字滤波器83.5理论计算数字滤波器的仿真114.程序调试中出现的问题125.总结与体会13参考文献14附录一总程序如下15附录二设计数字滤波器函数总结17大学《数字信号处理》报告摘要此报告重点介绍了用双线性不变法设计IIR数字滤波器的基本流程，比较了各种设计方法的优缺点，总结了模拟滤波器的性能特征。最后以双线性

2、不变法设计了一个高通巴特沃斯IIR数字滤波器，介绍了设计步骤，然后在Matlab环境下进行了仿真与调试，实现了设计目标。关键词：Matlab双线性不变法IIR数字滤波器巴特沃斯高通21大学《数字信号处理》报告AbstractThisreportintroducedwithemphasisofthebasicflowofdesigningtheIIRdigitfilterbythebilinearpoliticalreform,comparedwitheachkindofdesignmethod'sgoodandbadpoints,summarizedanalogfilter's

3、performancecharacteristic.FinallydesignonebythebilinearpoliticalreformtopassButterworthhighIIRdigitfilter,introducedthedesignprocedure,thenhascarriedonthesimulationandthedebuggingundertheMatlabenvironment,hasachievedtheprojectobjective.Keyword:MatlabbilinearitypoliticalreformtheIIRdigitalfil

4、terpasshighbutterworth21大学《数字信号处理》报告Matlab课程设计——设计一个数字巴特沃斯高通IIR滤波器1设计项目要求与说明课题要求设计一个IIR数字滤波器，高通，采用双线性变换法，用巴特沃斯实现，用matlab软件对其进行仿真与调试。本设计将先说明用双线性法设计IIR数字滤波器的原理，然后写出基于matlab的软件设计流程。在对设计进行调试，分析实验数据。2系统设计此部分将详细介绍IIR数字滤波器的设计流程，比较各种设计方案的优劣。2.1设计思路IIR滤波器设计的主要方法是先设计低通模拟滤波器，然后转换为高通、带通或带阻数字滤波器。对于其他如高通，

5、带通，则通过频率变换转换为设计相应的高通，带通等。在设计的全过程的各个步骤，matlab都提供相应的工具箱函数，使得IIR数字滤波器设计变得非常简单。总的来说，我的设计思路主要有以下两种：思路一：从归一化模拟低通原型出发，先在模拟域内经频率变换成为所需类型的模拟滤波器；然后进行双线性变换，由S域变换到Z域，而得到所需类型的数字滤波器。归一化模拟低通原型数字高,带通或带阻模拟高,带通或带阻模拟域冲激响应不变法频率变换双线性变换法21大学《数字信号处理》报告图2-1先频率变换再离散思路二：先进行双线性变换，将模拟低通原型滤波器变换成数字低通滤波器；然后在Z域内经数字频率变换为所需类

6、型的数字滤波器。归一化模拟低通原型数字高,带通或带阻数字原型低通数字域双线性变换法频率变换图2-2先离散再频率变换以上两种思路都可以，我最后选择了第一种思路进行设计，即先在模拟域内经频率变换成为所需类型的模拟滤波器；然后进行双线性变换，由S域变换到Z域，而得到所需类型的数字滤波器。2.2设计方法对比方案一：冲激响应不变法冲激相应不变法是从时域出发，要求数字滤波器的激响应h(n)对应于模拟滤波器ha(t)的等间隔抽样，h(n)=ha(nT)，其中T是抽样周期，因此时域逼近良好。优点：h(n)完全模仿模拟滤波器的单位抽样响应时域逼近良好线性相位模拟滤波器转变为线性相位数字滤波器缺点

7、：对时域的采样会造成频域的“混叠效应”，故有可能使所设计数字滤波器的频率响应与原来模拟滤波器的频率响应相差很大，不能用来设计高通和带阻滤波器。只适用于限带的低通、带通滤波器方案二：双线性变换法双线性变换法是从频域出发，使DF的频率响应与AF的频率响应相似的一种变换法。直接使数字滤波器的频率响应，逼近模拟滤波器的频率响应,进而求得H(z)。优点：避免了频率响应的混迭现象在特定AF和特定DF处，频率响应是严格相等的，它可以较准确地控制截止频率的位置。21大学《数字信号处理》报告它是一种简单的代数