畢業論文matlab實現iir數字濾波器的仿真-預覽頁

　

【正文】 率響應如圖242所示：圖242 各種理想數字濾波器的幅度頻率響應第三章 IIR數字濾波器 IIR與FIR數字濾波器的比較 (1) 選擇數字濾波器是必須考慮經濟問題，通常將硬件的復雜性、芯片的面積或計算速度等作為衡量經濟問題的因素。(2) 在很多情況下,FIR數字濾波器的線性相位與它的高階數帶來的額外成本相比是非常值得的。(3) FIR濾波器主要采用非遞歸結構，因而無論是理論上還是實際的有限精度運算中他都是穩定的，有限精度運算誤差也較小。IIR濾波器不能進行這樣的運算。窗函數法只給出了窗函數的計算公式，但計算通帶和阻帶衰減仍無顯式表達式。因此FIR濾波器可設計出理想正交變換器、理想微分器、線性調頻器等各種網絡，適應性很廣。缺點： 不能直接調整零點，因多個二階節的零點并不是整個系統函數的零點，當需要準確的傳輸零點時，級聯型最合適。不同的運算處理方法決定了濾波器實現結構的不同。雙線性變換法[8]是指首先把s 平面壓縮變換到某一中介平面s1 的一條橫帶(寬度為2πT,即從 πT到πT) ,然后再利用的關系把s1平面上的這條橫帶變換到整個z 平面。s 平面到z 平面的變換可采用 (33) (34)令 ，有： (35)從s1 平面到z 平面的變換,即 (36)代入上式，得到： (37) 一般來說，為使模擬濾波器的某一頻率與數字濾波器的任一頻率有對應關系，可引入代定常數c， (38)則 (39) 這種s 平面與z 平面間的單值映射關系就是雙線性變換。IIR 數字濾波器可用一個n階差分方程y(n)=Σbrx(nr)+Σaky(nk),或用它的Z域系統函數: 不難看出,數字濾波器與模擬濾波器的設計思路相仿,其設計實質也是尋找一組系數{b,a},去逼近所要求的頻率響應,使其在性能上滿足預定的技術要求。已經證明,沖擊響應不變法和雙線性變換法能較好地擔當此任,則在此基礎上,數字濾波器的設計就可首先歸結為模擬濾波器的設計了。由于運算中的舍入處理，使誤差不斷累積，有時會產生微弱的寄生振蕩。 在MATLAB下設計IIR濾波器可使用Butterworth函數設計出巴特沃斯濾波器，使用Cheby1函數設計出契比雪夫I型濾波器，使用Cheby2設計出契比雪夫II型濾波器，使用ellipord函數設計出橢圓濾波器。iir幅頻特性精度很高，不是線性相位的，可以應用于對相位信息不敏感的音頻信號上； fir幅頻特性精度較之于iir低，但是線性相位，就是不同頻率分量的信號經過fir濾波器后他們的時間差不變。模擬濾波器設計已經有了一套相當成熟的方法，它不但有完整的設計公式，而且還有較為完整的圖表供查詢。 因此，指標的形式一般確定為頻域中幅度和相位的響應。第4章 IIR數字濾波器的仿真 IIR數字濾波器的仿真類別IIR數字濾波器的仿真有兩種，分別是程序仿真和軟件仿真。 首先用MATLAB做一個頻率為50Hz，Frq=10。subplot(1,1,1)。)。xlabel(39。仿真圖形如圖421和圖422所示：圖421 IIR低通濾波器的仿真圖422 IIR低通濾波器的仿真由圖可以看出：， 頻率之后迅速衰減。fstop=5。ws=2*pi*fstop/fs。es=sqrt(10^(As/10)1)。for i=1:K theta(i)=pi*(N1+2*i)/(2*N)。endif K(N/2) G0=omega0/(omega0+1)。plot(w/pi,Hw2)。xlabel(39。幅值39。程序代碼如下：clear。Ap=。omegap=cot(wp/2)。N=ceil(log(es/ep)/log(omegas/omegap))。endfor i=1:K G(i)=omega0^2/(12*omega0*cos(theta(i))+omega0^2)。a0=(omega01)/(omega0+1)。clear。fsa=。wpa=2*pi*fpa/fs。c=sin(wpa+wpb)/(sin(wpa)+sin(wpb))。omegas=min(abs(omegasa),abs(omegasb))。omega0=omegap/ep^(1/N)。endfor i=1:K a1(i)=4*c*(omega0*cos(theta(i))1)/(12*omega0*cos(theta(i))+omega0^2)。endif K(N/2) G0=omega0/(1+omega0)。Hw2=1./(1+((ccos(w))./(omega0*sin(w))).^(2*N))。)。ylabel(39。 IIR帶通濾波的仿真目的：用程序編寫一個低通濾波器，仿真圖形如圖441和圖442所示：圖441 IIR帶通濾波器的仿真圖442 IIR帶通濾波器的仿真由上圖可以看出，幾乎不能通過，程序代碼如下所示：clear。fsa=。wpa=2*pi*fpa/fs。c=sin(wpa+wpb)/(sin(wpa)+sin(wpb))。omegas=min(abs(omegasa),abs(omegasb))。omega0=omegap/ep^(1/N)。endfor i=1:K a1(i)=4*c*(omega0*cos(theta(i))1)/(12*omega0*cos(theta(i))+omega0^2)。endif K(N/2) G0=omega0/(1+omega0)。Hw2=1./(1+((ccos(w))./(omega0*sin(w))).^(2*N))。)。ylabel(39。第5章 結束語 這次的畢業論文，我得到許多老師和同學的幫助與鼓勵，才使我能夠順利地完成畢業設計，我在此對他們表示衷心的感謝。本論文從選題到系統仿真成功到最后成文，無不傾注著程老師的心血。參考文獻1 [M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社,2002。8 劉正士，王勇，陳恩偉，[J].，17(1)：88～919 葉榆，[J],山西電子技術，2006.(3)：61～6310 謝子常，[J],福建電腦,2004.(5)：31～3211 A [J],電路與系統學報,(5)：2～412 丁磊，潘貞存，[J].繼電器. 2003, 31 (9)：49～5113 張亞妮，基于MATLAB的數字濾波器設計[J]，遼寧工程技術大學學報 (5)：716～71814 環境下FIR 濾波器的設計與仿真[J].，(9)：101～10715 [M].北京：電子工業出版社，2006