iir滤波器实验心得体会

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

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

××××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，

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。

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

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(

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(z

数字信号处理实验040120**

2014/11/28

实验四 IIR数字滤波器的设计

040120** ***

一、实验目的

(1) 掌握双线形变换法及脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器的具体设计方法及其原理，熟悉用双线形变换法及脉冲响应不变法设计低通，高通和带通IIR数字滤波器的计算机编程。 (2) 观察双线形变换法及脉冲响应不变法设计的滤波器的频域特性，了解双线形变换法及脉冲响应不变法的特点。

(3) 熟悉巴特沃思滤波器，切比雪夫滤波器和椭圆滤波器的频率特性。

二、实验原理 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(n)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Laplace变换及h(n)的Z变换，则

2. 双线性变换法

S平面与z平面之间满足以下映射关系：

S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。 双线性变换是一种非线性变换：tan(w/2)=ΩT/2 这种非线性引起的幅频特性畸变可通过预畸而得到校正。 IIR低通

IIR数字滤波器设计及软件实现,做实验时自己在老师指导下编写的程序

实验三 IIR数字滤波器设计及软件实现

1．实验目的

（1）熟悉用双线性变换法设计IIR数字滤波器的原理与方法；

（2）学会调用MATLAB信号处理工具箱中滤波器设计函数（或滤波器设计分析工具fdatool）设计各种IIR数字滤波器，学会根据滤波需求确定滤波器指标参数。

（3）掌握IIR数字滤波器的MATLAB实现方法。

（3）通过观察滤波器输入输出信号的时域波形及其频谱，建立数字滤波的概念。

2．实验原理

设计IIR数字滤波器一般采用间接法（脉冲响应不变法和双线性变换法），应用最广泛的是双线性变换法。基本设计过程是：①先将给定的数字滤波器的指标转换成过渡模拟滤波器的指标； ②设计过渡模拟滤波器；③将过渡模拟滤波器系统函数转换成数字滤波器的系统函数。MATLAB信号处理工具箱中的各种IIR数字滤波器设计函数都是采用双线性变换法。

第六章介绍的滤波器设计函数butter、cheby1 、cheby2 和ellip可以分别被调用来直接设计巴特沃斯、切比雪夫1、切比雪夫2和椭圆模拟和数字滤波器。本实验要求读者调用如上函数直接设计IIR数字滤波器。

本实验的数字滤波器的MATLAB实现是指调用MATL