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。
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