基于Matlab的IIR数字滤波器的设计与仿真毕业论文

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1、 I 目录 摘 要. 1 ABSTRACT 2 前 言. 3 第 1 章 滤波器的基本概念. 4 1.1 滤波器的定义 4 1.2 滤波器的发展 4 1.3 滤波器的分类 5 第 2 章 滤波器的原理与设计. 7 2.1 模拟滤波器的原理与设计 7 2.2 数字滤波器的原理与设计 8 第 3 章 IIR 数字滤波器的设计 10 3.1 IIR 数字滤波器简介 10 3.2 IIR 数字滤波器的主要技术指标 10 3.3 IIR 数字滤波器的设计过程 12 3.3.1 用脉冲相应不变法设计 IIR 数字滤波器 . 13 3.3.2 双线性变换法设计 IIR 数字滤波器 . 16 第 4 章 II

2、R 数字滤波器的实现 20 4.1 matlab 简介 . 20 4.1.1 matlab 的概况 . 20 4.1.2 matlab 的语言特点 . 20 4.1.3 matlab 的功能 . 22 4.2 利用模拟原型进行 IIR 数字滤波器的设计和仿真. 23 4.2.1 巴特沃斯(Butterworth)和椭圆数字低通滤波器的设计 24 4.2.2 切比雪夫（Chebyshev）数字滤波器的设计 30 4.3 IIR 数字滤波器的直接设计法 . 34 第 5 章 IIR 数字滤波器的综合设计和仿真 40 5.1 数字低通滤波器设计实例与仿真 . 40 II 5.2 数字带通滤波器设计实

3、例与仿真 . 42 结 论 45 致 谢 46 参考文献. 47 毕业设计小结. 48 1 摘 要 在现代通信系统中，由于信号中经常混有各种噪声和干扰，所以很多信号分 析都是基于滤波器而进行的，而数字滤波器是通过数值运算实现滤波，具有处理 精度高、稳定、灵活、不存在阻抗匹配问题等优点，可以实现模拟滤波器无法实 现的特殊滤波功能。数字滤波器根据其冲激响应函数的时域特性，可分为两种， 即无限长冲激响应(IIR)数字滤波器和有限长冲激响应(FIR)数字滤波器。实现 IIR滤波器的阶次较低，所用的存储单元较少，效率高，精度高，而且能够保留 一些模拟滤波器的优良特性，因此应用很广。Matlab软件以矩阵

4、运算为基础，把 计算、可视化及程序设计有机融合到交互式工作环境中，并且为数字滤波的研究 和应用提供了一个直观、高效、便捷的利器。尤其是Matlab中的信号处理工具箱 使各个领域的研究人员可以直观方便地进行科学研究与工程应用。 本文根据模拟滤波器的设计原理，提出了IIR数字滤波器的设计方法，并在 MATLAB环境下实现了IIR 数字滤波器的设计和仿真。其主要内容概括为：首先对 滤波器的原理和设计进行了介绍；接着描述了IIR数字滤波器的基本概念，其中 包括系统的描述、系统的传递函数、系统的模型；接着简单介绍MATLAB，并对数 字滤波器在MATLAB环境下如何实现进行了介绍；重点描述了IIR数字滤

5、波器的设 计过程，最后对IIR滤波器进行仿真。 关键词： MATLAB， IIR 数字滤波器， 模拟滤波器 2 ABSTRACT In modern communication system, because the signal is often mixed with various noise and interference, so a lot of signal analysis are based on the filter and the digital filter, and through numerical arithmetic to realize filtering, h

6、as high processing precision, stable, flexible, there is no problem of impedance matching and other advantages, can realize analog filter can achieve special filtering function.Digital filter based on the impulse response function in the time domain characteristics, can be divided into two types, namely, infinite impulse response (IIR) digital filters and finite impulse response (FIR) digital filter.Realization of IIR filter order is relatively low, the storage unit is less, high efficiency, h