基于MATLAB的IIR滤波器设计

基于Matlab的IIR数字滤波器设计

摘     要

    数字滤波器是数字信号处理中的重要组成部分，在许多科学技术领域中都广泛使用滤波器对信号进行处理。本文首先对数字滤波器的发展状况和Matlab软件进行了简单的介绍；其次描述了数字滤波器的基本概念，包括数字滤波器的原理、分类及IIR数字滤波器的结构等；重点描述了IIR数字滤波器的设计过程及几种设计方法(如脉冲响应不变法和双线性变换法)。将数字滤波器的技术性能指标转换为模拟滤波器的技术性能指标，设计出相应的模拟滤波器，再根据脉冲响应不变法和双线性变换法将模拟滤波器转变成数字滤波器，并用Matlab实现了仿真。最后，对Matlab中的FDATool界面设计仿真做了简单介绍。

关键词：脉冲响应不变法  双线性变换法 IIR数字滤波器  Matlab  

目  录

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目  录 iii

第一章 绪论 1

1.1 研究的动机与目的 1

1.2 研究背景 1

1.2.1 数字滤波器的发展状况 1

1.2.2 MATLAB软件简介 2

1.3 研究方法 2

1.4 论文內容概述 3

第二章 数字滤波器 4

2.1 数字滤波器的原理 4

2.2 数字滤波器的分类 4

2.3 IIR数字滤波器的网络结构 5

2.3.1 直接型 5

2.3.2 级联型 6

2.3.3 并联型 7

2.4 数字滤波器的设计要求 7

第三章 IIR数字滤波器的设计方法 9

3.1 脉冲响应不变法 9

3.1.1 脉冲响应不变法原理 9

3.1.1 脉冲响应不变法的优缺点 10

3.2 双线性变换法 11

3.2.1 双线性变换法原理 11

3.2.1 双线性变换法的优缺点 12

第四章 IIR数字滤波器的仿真 14

4.1 脉冲响应不变法的程序实现 14

4.1.1 设计实例 14

4.1.2 设计过程 14

4.1.3 程序流程图 15

4.1.4 MATLAB程序 15

4.2 双线性变换法的程序实现 18

4.2.1 设计实例 18

4.2.2 设计过程 18

4.2.3 程序流程图 19

4.2.4 MATLAB程序 20

4.3 结果分析 24

第五章 信号处理界面设计IIR数字滤波器 25

5.1 运用FDATOOL设计IIR 数字滤波器 25

5.2 结论 28

第六章 总结 29

致  谢 30

参考文献 31