北理工数字信号处理实验3 IIR数字滤波器设计.docx

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北理工数字信号处理实验3IIR数字滤波器设计

实验3IIR数字滤波器设计

1、实验目的

1、掌握利用脉冲响应不变法和双线性变换法设计IIR数字滤波器的原理及具体方法

2、加深理解数字滤波器和模拟滤波器之间的技术指标转化

3、掌握脉冲响应不变法和双线性变换法设计IIR数字滤波器的优缺点及适用范围

2、实验设备与环境

计算机、MATLAB软件环境

3、实验理论基础

4、实验内容

解：

（1）巴特沃斯

Wn=0.2*pi;

Rp=1;

As=15;

N=6;

[b,a]=butter（N,Wn,'s'）;

[bz,az]=impinvar（b,a）;

[H,w]=freqz（bz,az）;

subplot（221）;

plot（w/pi,abs（H））;

gridon;xlabel（'\Omega（\pi）'）;ylabel（'|H（j\Omega）|'）;

subplot（222）;

plot（w/pi,20*log10（（abs（H））/max（abs（H））））;

gridon;xlabel（'Omega（\pi）'）;ylabel（'|H（j\Omega）|,dB'）;

subplot（223）;

plot（w/pi,angle（H）/pi）;

gridon;xlabel（'Omega（\pi）'）;ylabel（'PhaseofH（j\Omega）（\pi）'）;

t=0:

0.01:

30;

h=impulse（b,a,t）;

subplot（224）;

plot（t,h）;

gridon;xlabel（'t（s）'）;ylabel（'ImpulseResponse'）;

（2）切比雪夫1

Wn=0.2*pi;

Rp=1;

N=6;

[b,a]=cheby1（N,Rp,Wn,'s'）;

[bz,az]=impinvar（b,a）;

[H,w]=freqz（bz,az）;

subplot（221）;

plot（w/pi,abs（H））;

gridon;xlabel（'\Omega（\pi）'）;ylabel（'|H（j\Omega）|'）;

subplot（222）;

plot（w/pi,20*log10（（abs（H））/max（abs（H））））;

gridon;xlabel（'Omega（\pi）'）;ylabel（'|H（j\Omega）|,dB'）;

subplot（223）;

plot（w/pi,angle（H）/pi）;

gridon;xlabel（'Omega（\pi）'）;ylabel（'PhaseofH（j\Omega）（\pi）'）;

t=0:

0.01:

30;

h=impulse（b,a,t）;

subplot（224）;

plot（t,h）;

gridon;xlabel（'t（s）'）;ylabel（'ImpulseResponse'）;

（3）切比雪夫2

Wn=0.3*pi;

As=15;

N=6;

[b,a]=cheby2（N,As,Wn,'s'）;

[bz,az]=impinvar（b,a）;

[H,w]=freqz（bz,az）;

subplot（221）;

plot（w/pi,abs（H））;

gridon;xlabel（'\Omega（\pi）'）;ylabel（'|H（j\Omega）|'）;

subplot（222）;

plot（w/pi,20*log10（（abs（H））/max（abs（H））））;

gridon;xlabel（'Omega（\pi）'）;ylabel（'|H（j\Omega）|,dB'）;

subplot（223）;

plot（w/pi,angle（H）/pi）;

gridon;xlabel（'Omega（\pi）'）;ylabel（'PhaseofH（j\Omega）（\pi）'）;

t=0:

0.01:

30;

h=impulse（b,a,t）;

subplot（224）;

plot（t,h）;

gridon;xlabel（'t（s）'）;ylabel（'ImpulseResponse'）;

（4）椭圆

Wn=0.2*pi;

Rp=1;

As=15;

N=6;

[b,a]=ellip（N,Rp,As,Wn,'s'）;

[bz,az]=impinvar（b,a）;

[H,w]=freqz（bz,az）;

subplot（221）;

plot（w/pi,abs（H））;

gridon;xlabel（'\Omega（\pi）'）;ylabel（'|H（j\Omega）|'）;

subplot（222）;

plot（w/pi,20*log10（（abs（H））/max（abs（H））））;

gridon;xlabel（'Omega（\pi）'）;ylabel（'|H（j\Omega）|,dB'）;

subplot（223）;

plot（w/pi,angle（H）/pi）;

gridon;xlabel（'Omega（\pi）'）;ylabel（'PhaseofH（j\Omega）（\pi）'）;

t=0:

0.01:

30;

h=impulse（b,a,t）;

subplot（224）;

plot（t,h）;

gridon;xlabel（'t（s）'）;ylabel（'ImpulseResponse'）;

五、实验心得与体会

通过本次实验，掌握了利用脉冲响应不变法和双线性变换法设计IIR数字滤波器的原理及具体方法；加深理解了数字滤波器和模拟滤波器之间的技术指标转化；掌握了脉冲响应不变法和双线性变换法设计IIR数字滤波器的优缺点及适用范围，MATLAB操作更加熟练。