实验五_IIR数字滤波器的设计

实验五实验五 IIR数字滤波器的设计数字滤波器的设计 一 一 实验目的实验目的 1 掌握利用脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器的原理及具体方法 2 加深理解数字滤波器与连续时间滤波器之间的技术指标转化 3 掌握脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器的优缺点及使用范围 4 掌握利用双线性变换法IIR数字滤波器的原理及具体方法 5 深入理解利用双线性变换法设计IIR数字滤波器的优缺点及使用范围 二 二 实验内容实验内容 例 1 已知某滤波器的指标为 通带截止频率 通带的最大衰减 阻带截止频率 阻带的最小衰减 采样频率 用脉冲响应不变法设计 一个巴特沃思数字低通滤波器 并图示滤波器的振幅特性 检验和对 应的衰减指标 实验程序 实验程序 clear wp 6 pi 10 3 ws 9 pi 10 3 ap 1 as 15 Fs 30 10 3 wp1 wp Fs ws1 ws Fs N WC buttord wp ws ap as s b a butter N WC s bz az impinvar b a Fs w0 wp1 ws1 Hx freqz bz az w0 H W freqz bz az dbHx 20 log10 abs Hx max abs H plot W abs H xlabel 相对频率 ylabel 幅频 grid 00 511 522 533 5 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 1 对 对 对 对 对 对 运行结果 运行结果 bz 0 0000 0 0007 0 0105 0 0167 0 0042 0 0001 0 az 1 0000 3 3443 5 0183 4 2190 2 0725 0 5600 0 0647 dbHx 0 9202 15 0003 例 2 用双线性变换法设计一个巴特沃思数字低通滤波器 技术指 标为通带截止频率 通带的最大衰减 阻带截止频率 阻带的最小衰 减 采样频率 要求图示滤波器的振幅特性 检验和对应的衰减指标 实验程序 实验程序 clear wp 8 pi 10 3 ws 10 pi 10 3 ap 1 as 15 Fs 30 10 3 wp1 wp Fs ws1 ws Fs omp1 2 Fs tan wp1 2 omps 2 Fs tan ws1 2 N WC buttord omp1 omps ap as s b a butter N WC s bz az bilinear b a Fs w0 wp1 ws1 Hx freqz bz az w0 H W freqz bz az dbHx 20 log10 abs Hx max abs H plot W abs H xlabel 相对频率 ylabel 幅频 grid 00 511 522 533 5 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 1 2 1 4 对 对 对 对 对 对 运行结果 运行结果 bz 0 0000 0 0004 0 0016 0 0043 0 0075 0 0090 0 0075 0 0043 0 0016 0 0004 0 0000 az 1 0000 4 2217 8 9154 11 9267 11 0325 7 3001 3 4766 1 1708 0 2659 0 0366 0 0023 dbHx 0 6796 15 0000 1 要求通带截止频率 3kHz 通带的最大衰减 1dB 阻带截止频率 p f p a 4 5kHz 阻带的最小衰减 15dB 采样频率 30kHz 用脉冲响应不变法设 s f s a c f 计一个切比雪夫数字低通滤波器 并图示滤波器的振幅特性 检验和对应的 p s 衰减 实验程序 实验程序 clear wp 6 pi 10 3 ws 9 pi 10 3 ap 1 as 15 Fs 30 10 3 wp1 wp Fs ws1 ws Fs N WC cheb1ord wp ws ap as s b a cheby1 N ap WC low s bz az impinvar b a Fs w0 wp1 ws1 Hx freqz bz az w0 H W freqz bz az dbHx 20 log10 abs Hx max abs H plot W abs H xlabel 相对频率 ylabel 幅频 grid 00 511 522 533 5 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 1 2 1 4 对 对 对 对 对 对 运行结果 运行结果 bz 0 0000 0 0054 0 0181 0 0040 0 az 1 0000 3 0591 3 8323 2 2919 0 5495 dbHx 1 0005 21 5790 2 用双线性变换法设计一个切比雪夫数字低通滤波器 技术指标为 通带截止频率 通带的最大衰减 1dB 阻带边缘频率 阻带的 p p a s 最小衰减 15dB s a 实验程序 实验程序 clear wp 0 2 pi ws 0 3 pi ap 1 as 15 Fs 30 10 3 omp1 2 Fs tan wp 2 omp2 2 Fs tan ws 2 N WC cheb1ord omp1 omp2 ap as s b a cheby1 N ap WC low s bz az bilinear b a Fs w0 wp ws Hx freqz bz az w0 H W freqz bz az dbhx 20 log10 abs Hx max abs H plot W abs H xlabel 相对频率 ylabel 幅度 grid 00 511 522 533 5 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 1 对 对 对 对 对 对 运行结果 运行结果 bz 0 0018 0 0073 0 0110 0 0073 0 0018 az 1 0000 3 0543 3 8290 2 2925 0 5507 dbhx 1 0000 23 6073