IIR滤波器的设计与信号滤波

IIR带阻滤波器设计

××××学院课程设计报告

课程名称： 学 院： 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师: 完成时间： 报告成绩:

IIR带阻滤波器设计

IIR带阻滤波器设计

1． 设计要求：

用模拟底通滤波器变换成数字带阻滤波器，采用双线性变换法来设计IIR带阻滤波器。-3dB衰减处的边带频率分别为f 1=20kHz,f 2=40kHz,其-15B衰减处的频率分别为f s1=28kHz,f s2=35kHz,采样频率f s=100kHz。

2． 设计原理：

（1）.步骤：将给出的带阻数字滤波器

实验六 IIR滤波器的设计方法

? 实验学时：2学时 ? 实验类型：设计、验证

一、实验目的

IR数字滤波器的常用指标和设计过程的理解；

响应不变法和双线性变换法设计IIR滤波器的原理，设计方法，步骤； 现象，比较脉冲响应不变法和双线性变换法设计IIR滤波器的特点

熟悉Matlab信号处理工具箱中的常用函数

二、实验原理与方法

IIR数字滤波器设计步骤：

（一）先设计模拟低通原型滤波器

（二）AF数字化为DF

1． 脉冲响应不变法

用数字滤波器的单位脉冲响应序列h(n)模仿模拟滤波器的冲激响应ha(t),让h(n)正好等于ha(t)的采样值，即h(n)?ha(nT)，其中T为采样间隔，如果以Ha(s)及H(z)分别表示ha(t)的拉式变换及h(n)的Z变换，则

1?2?H(z)z?esT??Ha(s?jm)

Tm???T

2．双线性变换法

S平面与z平面之间满足以下映射关系：

21?z?1 （***） s???1T1?zs平面的虚轴单值地映射于z平面的单位圆上，s平面的左半平面完全映射到z平面的单位圆内。双线性变换不存在混叠问题。

××××学院课程设计报告

课程名称： 学 院： 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师: 完成时间： 报告成绩:

评阅意见： 评阅教师 日期

IIR带阻滤波器设计

1． 设计要求：

用模拟底通滤波器变换成数字带阻滤波器，

青岛工学院 毕业设计

开题报告

题 目 基于MATLAB的IIR数字

滤波器的设计及应用 学 院 信息工程学院 年 级 2009级 专 业 电子信息工程 姓 名 马建勇 学 号 200902305330 指导教师 朱爱春

教务处制表

2012年 12 月 10 日

一、选题依据 课题来源、选题依据和背景情况；课题研究目的、学术价值或实际应用价值 课题来源：教师命题。 依据和背景: 所谓数字滤波器,是指输入、输出均为数字信号,通过数值运算处理改变输入信号所含频率成分的相对比例,或者滤除某些频率成分的数字器件或程序。按照数字滤波器技术指标要求设计一个过渡模拟低通滤波器Ha（s），再按照一定的转换关系将Ha（s）转换成数字低通滤波器的系统函数H（z）。数字信号实际上是用数字序列表示的信号，语音信号经采样和量化后，得到的数字信号是一个一维离散时间序列；而图像信号经采样和量化后，得到的数字信号是一个二维离散空间序列

实验十一 信号滤波

1、对周期方波信号进行滤波

% 用 IIR 滤波器实现 clc clear

Fs=1000; %随实际信号频率适当选择 t=0:1/Fs:1;

x=square(2*pi*10*t);%产生幅度为[-1,1]的方波 % x=sawtooth(2*pi*10*t,0.5); %产生幅度为[-1,1]的三角波 plot(t,x)

title('矩形波')

axis([0,0.4,-1.5,1.5]) %限定输出图形的坐标范围大小

%求方波的频谱

T=0.1; %取一个周期数据进行采样 t1=0:1/Fs:(T-1/Fs);

xn=square(2*pi*10*t1); %取样 N=Fs*T;

Xk=fft(xn,N); %算N点FFT频谱 Xk=fftshift(abs(Xk)); Xkl=Xk/N; figure

stem(Fs/N*[0:1:N-1],Xkl) title('方波信号的频谱')

[n,Wn]=buttord(10/500,80/500,3,40);

% 确定butterworth滤波器的阶次， % 前两个参数如何设定？

[b,a]=butter(n

DSP课程设计

实 验 报 告

FIR与IIR滤波的DSP 实现以及二者的比较

指导教师：高海林 院（系）： 电信学院

设计人员： 白雪 学号：07211225 邵辰雪 学号：07211243

成绩： 工程设计50 报告20 评语：

指导教师签字： 日期：

答辩30 总分

目 录

一、设计任务书??????????????????????2

二、设计内容???????????????????????2

三、设计方案、算法原理说明????????????????2

四、程序设计、调试与结果分析???????????????11

五、设计（安装）与调试的体会???????????????32

六、参考文献???????????????????????34

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一、设计任务书

在信号与信息处理中，提取有用信息就要对信号进行滤波。利用DSP可以实时地对信号进行数字滤波。本设计要求利用DSP的DMA方式进行信号采集和信号输出，同时对外部输入的信号进行数字滤波。在滤波时同时用fir与iir滤波器进行滤波，并比较二者的区别。

二、设计内容

（1）

HUNAN UNIVERSITY

数字信号 课程实验报告

专业班级： 通信工程一班 完 成 日 期 ： 2014\\05\\20

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、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

2、IIR滤波器的完全设计函数

以上介绍了IIR滤波器设计原理和基本方法步骤，并给出了一些例子说明如何用MATLAB编程分步实现这些步骤。由这些步骤可知我们必须多次调用MATLAB信号处理工具箱中的基本工具函数。

实际上，MATLAB信号处理工具箱还提供了IIR滤波器设计的完全工具函数，用户只要调用这些工具函数即可一次性完成设计，而不需要调用那些基本工具函数分步实现。 IIR滤波器设计的完全工具函数有butter,cheby1,cheby2,ellip。这些工具函数既可用于设计模拟滤波器，也可用于设计数字滤波器。这里介绍这些函数在IIR数字滤波器中的应用。在这两类滤波器设计中，这些工具函数调用格式基本相同，只是在频率处理上有所不同。 在MATLAB滤波器设计工具箱中，数字滤波器采用归一化频率，取值为0~1之间，归一化频率1对应的数字角频率为?，对应的真实频率为采样频率的一半。在应用MATLAB工具函数设计数字滤波器时应注意这一点。 数字IIR滤波器的完全设计函数有： [b,a]=butter(n,wn[,'ftype']) [z,p,k]=butter(n,wn[, 'ftype']) [b,a]=cheby1(n,R

实验四 IIR数字滤波器的设计 1、 实验目的

（1） 掌握脉冲响应不变法和双线性变换法设计IIR数字滤波器的具体方法和原理，熟悉双线性变换法和脉冲响应不变法设计低通、带通IIR数字滤波器的计算机编程；

（2） 观察双线性变换法和脉冲响应不变法设计的数字滤波器的频域特性，了解双线性变换法和脉冲响应不变法的特点和区别；

（3） 熟悉Butterworth滤波器、Chebyshev滤波器和椭圆滤波器的频率特性。

2、实验原理与方法

IIR数字滤波器的设计方法可以概括为如图所示，本实验主要掌握IIR滤波器的第一种方法，即利用模拟滤波器设计IIR数字滤波器，这是IIR数字滤波器设计最常用的方法。利用模拟滤波器设计，需要将模拟域的Ha(s)转换为数字域H(z)，最常用的转换方法为脉冲响应不变法和双线性变换法。

IIR数字滤波器的设计方法从模拟滤波器设计IIR数字滤波器直线设计IIR数字滤波器脉冲响应不变法双线性变换法零、极点累试法频域逼近法时域逼近法 （1）脉冲响应不变法

用数字滤波器的单位脉冲响应序列h(n)模仿模拟滤波器的冲激响应ha(t)，让h(n)正好等于ha(t)的采样值，即

h(n)?ha(nT)

其中T为采样间隔。如果以Ha(s)及H(

IIR Digital Filter Design

An important step in the development of a digital filter is the determination of a realizable transfer function G(z) approximating the given frequency response specifications. If an IIR filter is desired,it is also necessary to ensure that G(z) is stable. The process of deriving the transfer function G(z) is called digital filter design. After G(z) has been obtained, the next step is to realize it in the form of a suitable filter structure. In chapter 8,we outlined a variety of basic structures for