基于matlab的iir数字滤波器设计.doc
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基于matlab的iir数字滤波器设计,基于matlab的iir数字滤波器设计1.5万字 28页摘要随着信息时代和数字世界的到来，数字信号处理已成为今天一门极其重要的学科和技术领域。数字信号处理在通信、语音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。在数字信号处理应用中，数字滤波器十分重要并已获得广泛应用。数字滤波是数字...
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基于MATLAB的IIR数字滤波器设计
1.5万字 28页
摘 要
随着信息时代和数字世界的到来，数字信号处理已成为今天一门极其重要的学科和技术领域。数字信号处理在通信、语音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。在数字信号处理应用中，数字滤波器十分重要并已获得广泛应用。
数字滤波是数字信号处理的重要内容，数字滤波器可分为IIR和FIR两大类。对于IIR数字滤波器的设计，需要借助模拟原型滤波器，再将模拟滤波器转化为数字滤波器，文中采用的设计方法是脉冲响应不变法、双线性变换法和完全函数设计法。本文根据IIR滤波器的特点，在MATLAB坏境下分别用双线性变换法、脉冲响应不变法以及完全函数设计法设计IIR。
关键词 数字滤波器；IIR ；FIR ；MATLAB
ABSTRACT
Along with the information age and the digital world arrival, the digital signal processing has become a now extremely important discipline and the area of technology.The digital signal processing in the correspondence, the multitudinous domains the pronunciation such as the image, the automatic control, the radar, the military, the aerospace, the medical service and the domestic electric appliances and so on have obtained the widespread application.In the digital signal processing application, the digital filter are extremely important and have obtained the widespread application.
The digital filter are the digital signal processing important content, the digital filter may divide into IIR and the FIR two main kinds. As for the IIR digital filter design, we need the help of analog prototype filter, and then transform analog filter into digital filter. In the paper we use the design of the pulse response invariable method, the bilinear method and full function design;.This article according to the IIR filter characteristic, uses the bilinearity method, the pulse response invariable method and full function of transformation under the MATLAB bad boundary to design IIR.
Keywords Digtial Filter;IIR;FIR;MATLAB
目 录
1 插图清单……………………………………………………………………………………2
中文摘要……………………………………………………………………………………3
英文摘要……………………………………………………………………………………4
引言………………………………………………………………………………………5
2 IIR数字滤波器及MATLAB语言概述…………………………………………………6
2.1 数字滤波器的定义和分类………………………………………………………………6
2.2 MATLAB概述…………………………………………………………………………7
3 IIR滤波器设计方法简介…………………………………………………………………8
3.1 IIR数字滤波器的传递函数及特点……………………………………………………8
3.2 数字滤波器的设计方法…………………………………………………………………8
4 双线性变换法和脉冲响应法的比较……………………………………………………10
4.1脉冲响应不变法…………………………………………………………………………10
4.2 双线性变换法……………………………………………………………………………12
4.3 两种方法的优缺点………………………………………………………………………16
5 IIR滤波器在实际生活中的应用………………………………………………………19
6 总结………………………………………………………………………………………26
7 参考文献…………………………………………………………………………………27
8 致谢………………………………………………………………………………………28
插图清单
图1巴特沃斯数字低通滤波器幅频特性曲线…………………………………………9
图2巴特沃斯模拟和数字低通滤波器幅频特性曲线…………………………………12
图3 双线性变换的映射关系……………………………………………………………13
图4 四阶巴特沃斯数字滤波器幅频响应曲线…………………………………………15
图5 信号时域波形………………………………………………………………………20
图 6 信号频谱分析图……………………………………………………………………21
图 7 IIR数字低通滤波器幅频-相频特性………………………………………………22
图 8 滤波前后信号频谱和波形对比……………………………………………………22
图9 IIR数字低通滤波器幅频-相频特性………………………………………………23
图10 滤波前后信号频谱和波形对比……………………………………………………24
图11 IIR数字低通滤波器幅频-相频特性………………………………………………25
图12 滤波前后信号频谱和波形对比……………………………………………………25
参考文献
[1] 丁玉美，高西全等．数字信号处理[M]．西安：西安电子科技大学出版社,2000．
[2] 程佩青，数字信号处理教程[M]．北京：清华大学出版社，2003．
[3] 罗军辉，罗勇江等．MATLAB7.0在数字信号处理中的应用[M]．北京：机械工业出版社，2005．
[4] 郭仕剑，王宝顺等．MATLAB7.X数字信号处理[M]．北京：人民邮电出版社，2006．
[5] 门爱东，杨波等．数字信号处理.北京：人民邮电出版社，2003.
[6] 余成波，杨菁等．数字信号处理及MATLAB实现[M]．北京：清华大学出版社，2005．
[7] T.W.ParksandC.S.Burrus．DigitalFilterDesign.NewYork,NewYork:Wiley-Interscience,1987．
[8] S.K.Mitra．Digital Signal Processing:A Computer-Based Approach.
NewYork,NewYork:McGraw-Hill,thirded,2006．
[9] 赵琳，王淑伟，邢帆．基于 Matlab的数字滤波器设计方法研究[J]．产业与科技论坛．2008（9）．157~158
[10] 《信号与系统》(第二版) 西安交大出版社1998 刘树棠译
[11] 《数字信号处理》(上册) 国防工业出版社 邹理和
[12] 《信号与线性系统 》 西安交大出版社 1999年版 阎鸿森等
1.5万字 28页
摘 要
随着信息时代和数字世界的到来，数字信号处理已成为今天一门极其重要的学科和技术领域。数字信号处理在通信、语音、图像、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。在数字信号处理应用中，数字滤波器十分重要并已获得广泛应用。
数字滤波是数字信号处理的重要内容，数字滤波器可分为IIR和FIR两大类。对于IIR数字滤波器的设计，需要借助模拟原型滤波器，再将模拟滤波器转化为数字滤波器，文中采用的设计方法是脉冲响应不变法、双线性变换法和完全函数设计法。本文根据IIR滤波器的特点，在MATLAB坏境下分别用双线性变换法、脉冲响应不变法以及完全函数设计法设计IIR。
关键词 数字滤波器；IIR ；FIR ；MATLAB
ABSTRACT
Along with the information age and the digital world arrival, the digital signal processing has become a now extremely important discipline and the area of technology.The digital signal processing in the correspondence, the multitudinous domains the pronunciation such as the image, the automatic control, the radar, the military, the aerospace, the medical service and the domestic electric appliances and so on have obtained the widespread application.In the digital signal processing application, the digital filter are extremely important and have obtained the widespread application.
The digital filter are the digital signal processing important content, the digital filter may divide into IIR and the FIR two main kinds. As for the IIR digital filter design, we need the help of analog prototype filter, and then transform analog filter into digital filter. In the paper we use the design of the pulse response invariable method, the bilinear method and full function design;.This article according to the IIR filter characteristic, uses the bilinearity method, the pulse response invariable method and full function of transformation under the MATLAB bad boundary to design IIR.
Keywords Digtial Filter;IIR;FIR;MATLAB
目 录
1 插图清单……………………………………………………………………………………2
中文摘要……………………………………………………………………………………3
英文摘要……………………………………………………………………………………4
引言………………………………………………………………………………………5
2 IIR数字滤波器及MATLAB语言概述…………………………………………………6
2.1 数字滤波器的定义和分类………………………………………………………………6
2.2 MATLAB概述…………………………………………………………………………7
3 IIR滤波器设计方法简介…………………………………………………………………8
3.1 IIR数字滤波器的传递函数及特点……………………………………………………8
3.2 数字滤波器的设计方法…………………………………………………………………8
4 双线性变换法和脉冲响应法的比较……………………………………………………10
4.1脉冲响应不变法…………………………………………………………………………10
4.2 双线性变换法……………………………………………………………………………12
4.3 两种方法的优缺点………………………………………………………………………16
5 IIR滤波器在实际生活中的应用………………………………………………………19
6 总结………………………………………………………………………………………26
7 参考文献…………………………………………………………………………………27
8 致谢………………………………………………………………………………………28
插图清单
图1巴特沃斯数字低通滤波器幅频特性曲线…………………………………………9
图2巴特沃斯模拟和数字低通滤波器幅频特性曲线…………………………………12
图3 双线性变换的映射关系……………………………………………………………13
图4 四阶巴特沃斯数字滤波器幅频响应曲线…………………………………………15
图5 信号时域波形………………………………………………………………………20
图 6 信号频谱分析图……………………………………………………………………21
图 7 IIR数字低通滤波器幅频-相频特性………………………………………………22
图 8 滤波前后信号频谱和波形对比……………………………………………………22
图9 IIR数字低通滤波器幅频-相频特性………………………………………………23
图10 滤波前后信号频谱和波形对比……………………………………………………24
图11 IIR数字低通滤波器幅频-相频特性………………………………………………25
图12 滤波前后信号频谱和波形对比……………………………………………………25
参考文献
[1] 丁玉美，高西全等．数字信号处理[M]．西安：西安电子科技大学出版社,2000．
[2] 程佩青，数字信号处理教程[M]．北京：清华大学出版社，2003．
[3] 罗军辉，罗勇江等．MATLAB7.0在数字信号处理中的应用[M]．北京：机械工业出版社，2005．
[4] 郭仕剑，王宝顺等．MATLAB7.X数字信号处理[M]．北京：人民邮电出版社，2006．
[5] 门爱东，杨波等．数字信号处理.北京：人民邮电出版社，2003.
[6] 余成波，杨菁等．数字信号处理及MATLAB实现[M]．北京：清华大学出版社，2005．
[7] T.W.ParksandC.S.Burrus．DigitalFilterDesign.NewYork,NewYork:Wiley-Interscience,1987．
[8] S.K.Mitra．Digital Signal Processing:A Computer-Based Approach.
NewYork,NewYork:McGraw-Hill,thirded,2006．
[9] 赵琳，王淑伟，邢帆．基于 Matlab的数字滤波器设计方法研究[J]．产业与科技论坛．2008（9）．157~158
[10] 《信号与系统》(第二版) 西安交大出版社1998 刘树棠译
[11] 《数字信号处理》(上册) 国防工业出版社 邹理和
[12] 《信号与线性系统 》 西安交大出版社 1999年版 阎鸿森等
