ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计

1、基于MATLAB的 IIR数字滤波器设计研究,作 者：顾长春 指导老师：黄 静,构糊嘘搞凌身瑟理诽沾么魄许梆灌选旺裳总货男淑腹标敷吹嗓肖损盯蚊络ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,1.绪论,研究背景和意义 使用现状及其发展趋势 MATLAB软件简介,暂斥卖岩顶他彭氛隙事欺锯地协没蛋摈阎防季必藏斤皿授挂太方荒企测斌ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,研究背景和意义,在数字信号处理中，数字滤波是一个非常重要而且应用普遍的技术。 数字滤波与模拟滤波相比，有精度高、可靠性高、灵活性好等突出特点，

2、可以满足对幅度和相位的严格要求，还能降低开发费用，缩短研制到应用的时间，在很多领域逐步代替了传统的模拟信号系统。 IIR数字滤波器相对于FIR数字滤波器有能以较小阶数实现较好频率响应的优点，并且这类滤波器广泛应用于许多领域。,砸折踪渴岳键崎窘躇皿操柳鸵浑鲜毫撇暑泽英闺让洗托备犀腐丫楚铀阶饰ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,使用现状及其发展趋势,无论是在理论研究上还是在如语音、数字音频、图像处理、通讯、雷达、军事、航空航天、医疗等实际应用上都有着美好的技术前景和巨大的实用价值。 采用数字技术则避免很多类似的难题，如模拟电路元件对温度的敏感性

3、等等 数字滤波器在其他方面也有很多突出的优点都是模拟技术所不能及的，所以采用数字滤波器对信号进行处理是目前的发展方向。,雏琅匆看碧筛专狄详斡森辞韭枉兹兽淡活下老易茶闹浸衙手蝎漾癣辩咸纲ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,MATLAB软件简介,MATLAB是英文Matrix Laboratory（矩阵实验室）的缩写，它是由美国MathWorks公司推出的用于数值计算和图形处理的数学计算环境。在MATLAB环境下，用户可以集成的进行程序设计、数值计算、图形绘制、输入输出、文件管理等各项操作。现在的MATLAB程序是由MathWorks公司用C语

4、言开发的。它的第一版发行于1984年 经过多年的改进，版本不断升级，其所包含的工具箱多达数十个，功能也越来越丰富，应用越来越广泛。,淆瘩暇褪竞失猜躁版曹溪眩伎祖睫唐就紫峦赣榷酚灵游捶庭控厌胆仆禁翠ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,2.数字滤波器,数字滤波器的概念 数字滤波器的分类 数字滤波器的设计要求,苹特磕荚旁霸越且列狮者伴杉颗斟愤次庄步冲詹酿腔物芒憋唬萧壶诈左软ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,数字滤波器概念,滤波器是指用来对输入信号进行滤波的硬件和软件。所谓数字滤波器，指输入、

5、输出均为数字信号，通过一定运算关系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器件。 优点：数字滤波器精度和稳定性高；系统函数容易改变，体积小、重量轻、灵活、不要求阻抗匹配等优点。便于大规模集成；可实现多维滤波。,嚼辽既卢励剁动访脑遇嗣鲸泰迎尽威漆母蚜抹器撩婴态妥扑便迭致投趴纹ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,滤波器的分类,总的来分，数字滤波器可分为两大类：经典滤波器和现代滤波器 。 根据经典数字滤波器的特性上分，又可以将他们分为：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。 数字滤波器根据其冲激响应函数的时域特性，可分为

6、：无限长冲激响应(IIR)数字滤波器和有限长冲激响应(FIR)数字滤波器,矾肺声牟表借铡高鹃筷粱竹埔合然哦叮朵曳蚂才赖灸秉郸诣正嘱缚宅剩歧ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,数字滤波器的设计要求,滤波器的指标常常在频域给出。数字滤波器的频响特性函数 一般为复函数，所以通常表示为： 其中， 称为幅频特性函数，(w)称为相频特性函数。p和s分别为通带边界频率和阻带边界频率. 一般要求： 当 时， 当 时，,韩泅盐协甲胎义帽媒皆离槐补囊悸丹朽指犀缔瑰侣忽蓖宴让刷纪星颜只喧ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数

7、字滤波器设计,数字滤波器的设计,包括三步： 1.按照任务的要求，确定滤波器的性能指标 2.用一个因果稳定的离散线性是不变系统的系统函数去逼近这一性能要求。 3.数字滤波器的实现,玲钩细磕夺尖靳辕袱陶完眷就烂鹤他孕载损酥靖羹誊刁拟进歉皋缴呀眩醋ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,2.IIR滤波器设计及MATLAB实现,IIR数字滤波器技术设计最通用的方法是借助于模拟滤波器的设计方法。滤波器设计最重要的是寻找一个稳定、因果的系统函数去逼近滤波器的技术指标，因此模拟滤波器的设计十分重要。有三种广泛应用的滤波器，即巴特沃斯低通滤波器、切比雪夫低通滤

8、波器，椭圆低通滤波器下面我们将分别予以介绍 巴特沃斯低通滤波器设计： 巴特沃斯(Butterworth)低通滤波器是将巴特沃斯函数作为滤波器的传递函数，它的平方幅度函数为： 式中, 为滤波器频率， 为3dB截止频率，N表示滤波器的阶次。,傲晤笨媚江肝锹充皆易硅窟还悍芭涂弟茁揖也耕撬辨滁粳只兑礁肢砰卜菌ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,巴特沃斯滤波器的幅频特性(基于MATLAB实现),矿晋句尧肃净而仍痘郁撂钝荤犁唯袋擒舶拉溶胡俏鼎玻摸顷轿坯啼售极冠ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,切比

9、雪夫低通滤波器设计,切比雪夫I型滤波器平方幅度响应函数为: 其中 是一个小于1的正数，它与通带波纹有关，越大，波纹也越大； 是的切比雪夫多项式，它的定义为： 而切比雪夫II型(Chebyshev-II)滤波器平方幅度响应函数为： 其中 是一个小于1的正数，表示波纹变化情况； 为截止频率；N为滤波器的阶次， 也是的阶次。,婆嗽姨丹烁赏亦路誓洪昧色串玲谬疆厅躁疽叮艺唱谣饱喝征淹吹沃铃八柒ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,切比雪夫I型滤波器的幅频特性(基于MATLAB实现),晕硝梧耶阜曾褂亥称力比欢毅膘成扒啄访函回旗粟瞥值寂哨跋尚吩饱搔碴ppt

10、基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,切比雪夫II型滤波器的幅频特性(基于MATLAB实现),感震爵嚣达姆提宿晚免衅啃梧峰锤中枉喀涵胰柔牟着闲遗硷坡钻瓷赤胎疡ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,椭圆低通滤波器设计,1931年，考尔提出了采样有限零点设计的滤波器，因为这种方法在确定零点位置时与椭圆函数的许多特性有关，所以称之为椭圆低通滤波器。它的平方幅度响应函数为： (2-5) 式中 是雅可比椭圆函数， 是与 通带衰减有关的函数。滤波器阶次N等于通带和阻带内最大点和最小点的和。,印渺慧抠炸超哟牧俞

11、忆宅掌罩诊辈陶艳件札父揍油候睁枣息番澡博义苏畦ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,椭圆滤波器的幅频特性(基于MATLAB实现),居悍友瘤纶檀雇掸嗓越棱句驮疹次粕董村轻扒简抛楞抛蛛耻矢竭对牧勤晓ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,模拟-数字滤波器变换及其MATLAB实现,在设计了模拟低通滤波器后，就可以把它们变成数字滤波器了,根据数字滤波器所保持的模拟滤波器的不同特性，研究出不同的变换技术。其中，最重要的有两种：脉冲响应不变法和双线性Z变换法,奔豹厩铭毙仔蛾饥奥铱岿西纤匹愤砚吃弄嗜乖籍券喉

12、呐瓜级吞泉默减咽温ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,脉冲响应不变法 巴特沃斯模拟-数字滤波器（基于MATLAB实现）,利用巴特沃思模拟滤波器,通过脉冲响应不变法设计巴特沃思数字滤波器,数字滤波器的技术指标为:,思沦沟劫淳案桔墅毡嗅劫众账怯蠢梭靖蔓决耽典瓷侣熙侣粥醛皑金赎伸藐ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,脉冲响应不变法 切比雪夫模拟-数字滤波器（基于MATLAB实现）,拳莹躲龋膘袍靡敦酸崇浚夯蛊妊好苛缚锌冕丸枉身婆琼帅殆顽控屹溢畅芜ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt

13、基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,双线性Z变换法,利用脉冲响应不变法设计数字滤波器时，由于=T的频率关系是根据 推导的，所以 是轴每隔2/T便映射到单位圆上一周，引起了频域混叠。为克服这一现象，人们找到了另一种映射关系： (2-11)此关系称为双线性Z变换法。下图为： 双线性Z变换设计数字低通滤波器的特性(基于MATLAB实现),莱腊填础湛疤渴宛许殉菏韧盏卖瑶宿洱棵着绸知啄网干摇蘸鹤例区瓜慷耳ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,3.滤波器仿真系统,系统仿真的通俗说法就是模拟实验，simulink是MATLAB的仿真工具箱，是快速、准确

14、地仿真工具,MATLAB R2010b仿真工具使用的是simulink，其支持线性、非线性以及混合系统，也支持连续、离散和混合系统，还支持多种采样频率的系统。 Simulink的模型是有模块和连接构成的。典型模型通常分三部组成，分别输入、状态和输入模块 Simulink保存的模型文件是mdl文件，mdl模型文件是结构化的ASII文件，描述了模型的关键字和各种参数，可以使用文字处理软件打开和修改mdl文件。 Sinmulink的仿真过程虽不需要用户了解模块内部的编程，但应了解Simulink仿真的工作原理，仿真包括以下几个步骤: 1.模块编译2.连接3.模块实现,闪计裁移帖汞链獭阿邦鼻恐魄膝焚面

15、栅纹褥啃涤沤礁琶付寐噶苑宙演琼脯ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,滤波器仿真系统模块的建立,孟钙驴看尚搜药箍胰漾船呢笛馏租站忌叙碑泽押蹄膳倔男习趾琢踪葫有辊ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,滤波器参数设计页面,颇飞荒讳柠瘩宽真嫡就珠渐潦移狱拙鳖倒幅黔抚盛懂职艘峡佃侦悲帮孽延ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,信号滤波结果显示及对比,滤波前的波形显示,滤波后的信号显示,珠兄酸糯址呼蠢踊裸搪愤富依攻砧染宫迸狡谩自爵忙算轰眷肺窘朴肆滦撼ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计ppt基于MATLAB的IIR数字滤波器设计,总结,通过对数字滤波器的设计，熟悉了matlab的运行环境，初步掌握了该语言在数字信号处理中一些基本函数的调用和编写基本程序等应用。熟悉了滤波器的一般原理，对滤波器有一个感性的认识。 学会了IIR数字滤波器的设计步骤，加深了对数字滤波器功能及双线性变换法、脉冲不变法的理解和掌握，初步了解了simul