032948_基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计与仿真—论文答辩.ppt

* * * * * * * * * * * 基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计与仿真 指导老师：令前华 学生姓名：王 星 框 架 Scheme 西北工业大学明德学院 电子信息工程系 王星 IIR数字滤波器的设计与仿真 毕业论文答辩 研究背景 方案总述 主要内容 仿真验证 结论 研究背景 西北工业大学明德学院 电子信息工程系 王星 IIR数字滤波器的设计与仿真 毕业论文答辩 本在现代通信系统中，由于信号中经常混有各种噪声和干扰，所以信号分析都是基于滤波器而进行的。与模拟滤波器相比数字滤波器处理有精度高、稳定、灵活、不存在阻抗匹配问题等优点。在数字滤波器中实现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软件则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。于是，基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计与仿真研究便显得十分必要。 方案总述 IIR数字滤波器的设计与仿真 毕业论文答辩 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和设计方法；接着简单介绍MATLAB，并对IIR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数字滤波器的设计过程，最后对设计的IIR数字滤波器进行仿真验证。 西北工业大学明德学院 电子信息工程系 王星 滤波器分为模拟滤波器和数字滤波器。按脉冲响应来分类，数字滤波器分为IIR和FIR，即无限冲激响应滤波器和有限冲激响应滤波器。 本文着重介绍了IIR数字滤波器的设计方法和过 程，以下是IIR数字滤波器的两种主要设计方法。 主要内容 西北工业大学明德学院 电子信息工程系 王星 IIR数字滤波器的设计与仿真 毕业论文答辩 一 利用模拟原型进行IIR数字滤波器的设计 主要内容 西北工业大学明德学院 电子信息工程系 王星 IIR数字滤波器的设计与仿真 毕业论文答辩 其设计步骤是，先设计模拟滤波器，再按照某种方法转换成数字滤波器。这种方法比较容易一些，因为模拟滤波器的设计方法已经非常成熟，不仅有完整的设计公式，还有完善的图表供查阅。 主要内容 西北工业大学明德学院 电子信息工程系 王星 IIR数字滤波器的设计与仿真 毕业论文答辩 设计流程 (1)确定数字滤波器的技术指标。 (2)将数字滤波器的技术指标转换成相应的模拟滤波器的技术指标。 (3)按照模拟低通滤波器的技术指标设过渡模低通滤波器。 (4)用所选的转换方法，将模拟滤波转换成数字滤波器 。 。 主要内容 西北工业大学明德学院 电子信息工程系 王星 IIR数字滤波器的设计与仿真 毕业论文答辩 我们不难发现，利用模拟原型来设计数字滤波器，其重点在于所选取的变换方法，成熟的方法主要有脉冲响应不变法和双线性变换法。 主要内容 西北工业大学明德学院 电子信息工程系 王星 IIR数字滤波器的设计与仿真 毕业论文答辩 脉冲响应不变法使得数字滤波器的单位脉冲响应完全模仿模拟滤波器的单位冲激响应，也就是时域逼近良好，一个线性相位的模拟滤波器通过脉冲响应不变法得到的仍然是一个线性相位的数字滤波器。 1 脉冲响应不变法 脉冲响应不变法映射关系 主要内容 西北工业大学明德学院 电子信息工程系 王星 IIR数字滤波器的设计与仿真 毕业论文答辩 但是，由于任何一个实际的模拟滤波器频率响应都不是严格限带的，变换后就会产生频率响应的混叠失真。这时数字滤波器的频响就不同于原模拟滤波器的频响，而带有一定的失真。当模拟滤波器的频率响应在折叠频率以上处衰减越大、越快时，变换后频率响应混叠失真就越小。这时，采用脉冲响应不变法设计的数字滤波器才能得到良好的效果。 脉冲响应不变法中的混叠现象 主要内容 西北工业大学明德学院 电子信息工程系 王星 IIR数字滤波器的设计与仿真 毕业论文答辩 双线性变换法使S平面与Z平面建立了一一对应的单值关系，消除了多值变换性，也就消除了频谱混叠现象。因此，稳定的模拟滤波器经双线性变换后所得的数字