脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器matlab

1、实验三脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器一、实验目的1.1.掌握利用脉冲响应不变法设计 IIRIIR 数字滤波器的原理和具体方法。2.2.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。3.3.掌握脉冲响应不变法设计 IIRIIR 数字滤波器的优缺点及使用范围。二、实验内容1.1.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ftSOMlHElto|w|0.25TI|H 杷0.imSn|w|i采样周期为 T=2T=2程序代码T=2;fs=1/T;Wp=0.25*pi/T;Ws=0.35*pi/T;Ap=20*log10(1/0.9);As=20*

2、log10(1/0.18);N,Wc=buttord(Wp,Ws,Ap,As,s);B,A=butter(N,Wc,s);W=linspace(0,pi,400*pi);hf=freqs(B,A,W);subplot(2,1,1);plot(W/pi,abs(hf)/abs(hf(1);gridon;title(巴特沃斯模拟滤波器);xlabel(Frequency/Hz);ylabel(Magnitude);D,C=impinvar(B,A,fs);Hz=freqz(D,C,W);subplot(2,1,2);%设置采样周期为2%采样频率为周期倒数%设置归一化通带和阻带截止频率%设置通带最大

3、和最小衰减%调用butter函数确定巴特沃斯滤波器阶数%调用butter函数设计巴特沃斯滤波器咐旨定一段频率值%计算模拟滤波器的幅频响应%绘出巴特沃斯模拟滤波器的幅频特性曲线%调用脉冲响应不变法%返回频率响应%绘出巴特沃斯数字低通滤波器的幅频特性曲线gridon;title(巴特沃斯数字滤波器);xlabel(FrequencyZHz);ylabel(Magnitude);进行试验2.2.通过切比雪夫模拟滤波器，利用脉冲响应不变法设计切比雪夫数字滤波器,重做第一题。%设置采样周期为2fs=1ZT;Wp=0.25*piZT;Ap=20*log10(1Z0.9);As=20*log10(1Z0.1

4、8);T=2;%采样频率为周期倒数Ws=0.35*piZT;%设置归一化通带和阻带截止频率%设置通带最大和最小衰减N,Wc=cheb1ord(Wp,Ws,Ap,As,s);%调用cheb1ord函数确定切比雪夫I型滤波器阶数B,A=cheby1(N,Ap,Wc,s);W=linspace(0,pi,400*pi);hf=freqs(B,A,W);subplot(2,1,1);plot(W/pi,abs(hf)/abs(hf(1);gridon;title(切比雪夫I型模拟滤波器xlabel(Frequency/Hz);ylabel(Magnitude);D,C=impinvar(B,A,fs)

5、;Hz=freqz(D,C,W);subplot(2,1,2);plot(W/pi,abs(Hz)/abs(Hz(1);gridon;title(切比雪夫I型数字滤波器xlabel(Frequency/Hz);ylabel(Magnitude);进行试验 I I输出图像：切比雪夫I型模拟滤波器00.10.20.30.40.50.60.70.80.91Frequency/Hz切比雪夫I型数字滤波器%调用cheby1函数设计切比雪夫I型滤波器%指定一段频率值%计算模拟滤波器的幅频响应%绘出切比雪夫I型模拟滤波器的幅频特性曲线);%调用脉冲响应不变法%返回频率响应%绘出切比雪夫I型数字低通滤波器的幅

6、频特性曲线);1.51515O O观察workspace，可得模拟滤波器技术指标为N=4,Wc=0.3927。程序代码 IIIIT=2;fs=1/T;Wp=0.25*pi/T;Ws=0.35*pi/T;Ap=20*log10(1/0.9);%设置采样周期为2%采样频率为周期倒数%设置归一化通带和阻带截止频率N,Wc=cheb2ord(Wp,Ws,Ap,As);%调用cheb2ord函数确定切比雪夫II型滤波器阶数B,A=cheby2(N,Ap,Wc);%调用cheby2函数设计切比雪夫II型滤波器W=linspace(0,pi,400*pi);%指定一段频率值hf=freqs(B,A,W);%

7、计算模拟滤波器的幅频响应subplot(2,1,1);plot(W/pi,abs(hf)/abs(hf(1);%绘出切比雪夫II型模拟滤波器的幅频特性曲线gridon;title(切比雪夫II型模拟滤波器);xlabel(Frequency/Hz);ylabel(Magnitude);D,C=impinvar(B,A,fs);Hz=freqz(D,C,W);subplot(2,1,2);plot(W/pi,abs(Hz)/abs(Hz(1);gridon;title(切比雪夫II型数字滤波器xlabel(Frequency/Hz);ylabel(Magnitude);进行试验 IIII输出图像

8、:As=20*log10(1/0.18);%设置通带最大和最小衰减%调用脉冲响应不变法%返回频率响应%绘出切比雪夫II型数字低通滤波器的幅频特性曲线);观察workspace，可得模拟滤波器技术指标为N=3,Wc=0.54983.3.利用脉冲响应不变法设计巴特沃思数字高通滤波器，数字滤波器的技术指标为0.90U75TI|W|HIHfl0M0|w|Q.6Si采样周期为 T=1,T=1,比较当 T T 分别为 0.01,0.1,0.25,0.5,0.80.01,0.1,0.25,0.5,0.8 是的数字滤波器的频率响应，观察是否能够通过改变采样周期来减少滤波器设计中的频谱混叠。程序代码%设置采样周

9、期为1%采样频率为周期倒数Wp=0.75*pi/T;Ap=20*log10(1/0.9);As=20*log10(1/0.18);d0.9ung0.8aM0.7T=1;fs=1/T;Ws=0.65*pi/T;%设置归一化通带和阻带截止频率%设置通带最大和最小衰减1切比雪夫II型模拟滤波器00.10.20.30.40.50.60.70.80.91Frequency/Hz切比雪夫II型数字滤波器Frequency/HzN,Wc=buttord(Wp,Ws,Ap,As,s);%调用butter函数确定巴特沃斯滤波器阶数Frequency/HzB,A=butter(N,Wc,high,s);W=lin

10、space(0,pi,400*pi);hf=freqs(B,A,W);subplot(2,1,1);plot(W/pi,abs(hf);gridon;title(巴特沃斯模拟滤波器);xlabel(Frequency/Hz);ylabel(Magnitude);D,C=impinvar(B,A,fs);Hz=freqz(D,C,W);subplot(2,1,2);plot(W/pi,abs(Hz);gridon;title(巴特沃斯数字滤波器);xlabel(Frequency/Hz);ylabel(Magnitude);进行试验%调用butter函数设计巴特沃斯滤波器%指定一段频率值%计算模拟滤波器的幅频响应%绘出巴特沃斯模拟滤波器的幅频特性曲线%调用脉冲响应不变法%返回频率响应%绘出巴特沃斯数字高通滤波器的幅频特性曲线输出图像如下:Frequency/Hz当 T T分别为 0.01,0.1,0.25,0.5,0.0.01,0.1,0.25,0.5,0.8 8 是的数字滤波器的频率响应如下几个图像所示:由图像可以看出，当采样周期从 0.01s0.01s 增长到 0.8s0.8s 时，数字滤波器的幅度响应逐渐降低，但形状未发生变化仍然出现频谱混叠现象，即在低频区域出现较高的起伏，产生的频谱并非高通滤波器。故对丁用脉冲响应不变法设计的巴特沃思高通数字