[iir滤波器设计心得体会] iir滤波器设计方法
时间：2020-07-23 00:41:45 来源：天一资源网 本文已影响 人 
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iir滤波器设计心得体会
篇一：IIR数字滤波器的设计 数字信号处理课程设计报告 题目：IIR数字滤波器的设计 学 院：化工过程自动化学院 专业班级：
学号：姓名: 起止日期：20XX年6月22日?20XX年6月28日
1 课程设计的义与任务
2 课 程 设
原理和步骤
原理和步骤 6
IIR 数字滤波器的设计原
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1、课程设计的意义与任务要求
课程设计的意义
数字滤波器是具有一定传输选择特性的数字信号处理
装置，其输入、输出均为数字信号，实质上是一个由有限精 度算法实现的线性时不变离散系统。它的基本工作原理是利 用离散系统特性对系统输入信号进行加工和变换，改变输入 序列的频谱或信号波形，让有用频率的信号分量输出。数字 滤波器和模拟滤波器有着相同的滤波概念，根据其频率响应 特性可分为低通、高通、带通、带阻等类型，与模拟滤波器 相比，数字滤波器除了具有数字信号处理的固有优点外，还 有滤波精度高、稳定性好、、灵活性强等优点。
课程设计的任务要求
（1 ）熟悉用脉冲响应不变法和双线性变换法设计 IIR
数字滤波器的原理与方法；
(2)学会调用MATLAB言号处理工具箱中滤波器设计函 数设计IIR数字滤波器，学会根据滤波需求确定滤波器指标 参数。
2、课程设计的理论基础
利用MATLAB信号处理工具箱中的滤波器设计和分析工 具可以很方便地设计出符合应用要求的未经量化的 IIR数字
滤波器。需要将 MATLAB设计出的IIR数字滤波器进一步分 解和量化，从而获得可用 FPGA实现的滤波器系数。IIR 数 字滤波器的设计方法有两类：间接设计法和直接设计法。间 接设计法是借助模拟滤波器设计方法进行设计的，先根据数 字滤波器设计指标设计相应的过渡模拟滤波器，再将过渡模 拟滤波器转换为数字滤波器。直接设计法师在时域或频域直 接设计数字滤波器。
由于模拟滤波器设计理论非常成熟，而且有很多性能优 良的典型滤波器可供选择，设计公式和图表完善，而且许多 实际应用需要模拟滤波器的数字仿真，所以间接设计法得到 广泛的应用。而直接设计法要求解联立方程组，必须采用计 算机辅助设计。在计算机普及的今天，各种设计方法都有现 成的设计程序可供调用。
例如利用 MATLAB仿真平台，可以设计不同类型的 IIR
滤波器。
数字滤波器简介
数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数学系统， 通过对抽样数据进行数学处理来达到频域滤波的目的。可以 设计系统的频率响应，让它满足一定的要求，从而对通过该 系统的信号的某些特定的频率成分进行过滤，这就是滤波器 的基本原理。如果系统是一个连续系统，则滤波器称为模拟 滤波器。如果系统是一个离散系统，则滤波器称为数字滤波
数字滤波器是一个离散时间系统转换为所要求的输出 离散时间信号的特定功能装置 ）。应用数字滤波器处理模拟 信号时，首先须对输入模拟信号进行限带、 抽样和模数转换。
数字滤波器输入信号的数字频率，按照奈奎斯特抽样定理， 要使抽样信号的频谱不产生重叠，应小于折叠频率，其频率 响应具有以2n为间隔的周期重复特性， 且以折叠频率即3 = n点对称。为得到模拟信号，数字滤波器处理的输出数字信 号须经数模转换、平滑。数字滤波器具有高精度、 高可靠性、 可程控改变特性或复用、便于集成等优点。数字滤波器在语 言信号处理、图像信号处理、医学生物信号处理以及其他应 用领域都得到了广泛应用。
IIR数字滤波器的设计原理
IIR数字滤波器的最通用的方法是借助于模拟滤波器的 设计方法。模拟滤波器设计已经有了相当成熟的技术和方 法，有完整的设计公式，还有比较完整的图表可以查询，因
此设计数字滤波器可以充分利用这些丰富的资源来进行。
对于IIR数字滤波器的设计具体步骤如下 ：
按照一定的规则将给出的数字滤波器的技术指标转换 为模拟低通滤波器的技术指标。
根据转换后的技术指标设计模拟低通滤波器 G是低通滤
波器的传递函数）o
再按照一定的规则将 G转换成H是数字滤波器的传递函 数）。若设计的数字滤波器是低通的，上述的过程可以结束， 若设计的是高通、带通或者是带阻滤波器，那么还需要下面 的步骤：
将高通、带通或带阻数字滤波器的技术指标转换为低通 模拟滤波器的技术指标，然后设计出低通 G再将G转换为
Ho
IIR数字滤波器的特点
IIR数字滤波器的系统函数可以写成封闭函数的形式。
IIR数字滤波器采用递归型结构， 即结构上带有反馈环
路。IIR滤波器运算结构通常由延时、乘以系数和相加等基 本运算组成，可以组合成直接型、正准型、级联型、并联型 四种结构形式，都具有反馈回路。由于运算中的舍入处理， 使误差不断累积，有时会产生微弱的寄生振荡。
IIR 数字滤波器在设计上可以借助成熟的模拟滤波器 的成果，如巴特沃斯、契比雪夫和椭圆滤波器等，有现成的 设计数据或图表可查，其设计工作量比较小，对计算工具的 要求不高。在设计一个IIR数字滤波器时，我们根据指标先 写出模拟滤波器的公式，然后通过一定的变换，将模拟滤波 器的公式转换成数字滤波器的公式。
IIR数字滤波器的相位特性不好控制，对相位要求较高 时，需加相位校准网络。
3、关于MATLAB^件
MATLAB软件介绍
MATLAB（矩阵实验室）是 MATrix LABoratory 的缩写，
是一款由美国 The MathWorks公司出品的商业数学软件。
MATLA昵一种用于算法开发、 数据可视化、数据分析以及数 值计算的高级技术计算语言和交互式环境。除了矩阵运算、 绘制函数/数据图像等常用功能外， MATLAB还可以用来创建
用户界面及与调用其它语言（包括 C，C++和FORTRAN编写
的程序。[1]
MATLAB不仅在数值运算上继续保持着相对其他同类软
件的绝对优势，而且还开发了自己的符号运算功能。用户只 要学会了 MATLAB就可以方便解决诸如矩阵变换及运算、多 项式运算、微积分运算、线性与非线性方程求解、常微分方 程求解、偏微分方程求解、插值与拟合、统计及优化等问题。
而且MATLAB能发展到今天，其可扩充性和可开发性起 着不可估量的作用。MATLAB^身就像一个解释系统， 对其中 的函数程序的执行以一种解释执行的方式进行，其最大好处 是MATLAB完全成了一个开放的系统，用户可以方便的与 篇二：设计IIR滤波器及对信号进行滤波 设计IIR滤波器及对信号进行滤波
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