IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計流程圖

1、*學(xué)院目錄目錄0前言11.1數(shù)字濾波器簡介11.2使用數(shù)字濾波器的原因11.3設(shè)計的原理和內(nèi)容1工程概況1正文13.1 設(shè)計的目的和意義23.2 目標(biāo)和總體方案23.3 設(shè)計方法和內(nèi)容23.4 硬件環(huán)境23.5軟件環(huán)境33.6IIR數(shù)字濾波器設(shè)計思路33.7 IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計流程圖33.8 IIR數(shù)字濾波器設(shè)計思路43.9設(shè)計IIR數(shù)字濾波器的兩種方法43.10雙線性變換法的基本原理43.11用雙線性變換法設(shè)計IIR數(shù)字濾波器的步驟63.12程序源代碼和運(yùn)行結(jié)果63.12.1低通濾波器63.12.3帶通濾波器103.12.4帶阻濾波器123.13結(jié)論153.13.1存在的問題153.13

2、.2解決方案15致謝15參考文獻(xiàn)15前言1.1數(shù)字濾波器簡介 數(shù)字濾波器是一種用來過濾時間離散信號的數(shù)字系統(tǒng)，通過對抽樣數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理來達(dá)到頻域濾波的目的?？梢栽O(shè)計系統(tǒng)的頻率響應(yīng)，讓它滿足一定的要求，從而對通過該系統(tǒng)的信號的某些特定的頻率成分進(jìn)行過濾，這就是濾波器的基本原理。如果系統(tǒng)是一個連續(xù)系統(tǒng)，則濾波器稱為模擬濾波器。如果系統(tǒng)是一個離散系統(tǒng)，則濾波器稱為數(shù)字濾波器。信號通過線性系統(tǒng)后，其輸出信號就是輸入信號和系統(tǒng)沖激響應(yīng)的卷積。從頻域分析來看，信號通過線性系統(tǒng)后，輸出信號的頻譜將是輸入信號的頻譜與系統(tǒng)傳遞函數(shù)的乘積。除非 為常數(shù)，否則輸出信號的頻譜將不同于輸入信號的頻譜，某些頻率成分 較

3、大的模，因此， 中這些頻率成分將得到加強(qiáng)，而另外一些頻率成分 的模很小甚至為零， 中這部分頻率分量將被削弱或消失。因此，系統(tǒng)的作用相當(dāng)于對輸入信號的頻譜進(jìn)行加權(quán)。1.2使用數(shù)字濾波器的原因數(shù)字濾波器具有比模擬濾波器更高的精度，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)后者在理論上也無法達(dá)到的性能。數(shù)字濾波器相比模擬濾波器有更高的信噪比。數(shù)字濾波器還具有模擬濾波器不能比擬的可靠性。根據(jù)其沖擊響應(yīng)函數(shù)的時域特性可將數(shù)字濾波器分為IIR（有限長沖擊響應(yīng)）和FIR（無限長沖擊響應(yīng)）。1.3設(shè)計的原理和內(nèi)容在windows環(huán)境下進(jìn)行語言信號采集，通過IIR數(shù)字濾潑器的設(shè)計，數(shù)字帶濾波器就是用軟件來實(shí)現(xiàn)上面的濾波過程，可以很好的克服模

4、擬濾波器的缺點(diǎn)，數(shù)字帶濾波器的參數(shù)一旦確定，就不會發(fā)生變化。IIR型有較好的通帶與阻帶特性，所以，在一般的設(shè)計中選用IIR型。IIR型又可以分成Butterworth型濾波器，ChebyshevII型濾波器和橢圓型濾波器等。IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計一般是利用目前已經(jīng)很成熟的模擬濾波器的設(shè)計方法來進(jìn)行設(shè)計，通常采用模擬濾波器原型有butterworth函數(shù)、chebyshev函數(shù)、bessel函數(shù)、橢圓濾波器函數(shù)等。IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計步驟：（1） 按照一定規(guī)則把給定的濾波器技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換為模擬低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)；（2） 根據(jù)模擬濾波器技術(shù)指標(biāo)設(shè)計為響應(yīng)的模擬低通濾波器；（3） 很據(jù)脈沖響應(yīng)不變

5、法和雙線性不變法把模擬濾波器轉(zhuǎn)換為數(shù)字濾波器；（4） 如果要設(shè)計的濾波器是高通、帶通或帶阻濾波器，則首先把它們的技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為模擬低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)，設(shè)計為數(shù)字低通濾波器，最后通過頻率轉(zhuǎn)換的方法來得到所要的濾波器。工程概況我這次做的信號與系統(tǒng)課程設(shè)計的任務(wù)是在MATLAB軟件學(xué)過的有關(guān)知識設(shè)計簡單的IIR數(shù)字濾波器續(xù)系統(tǒng)，本次采用雙線性變換法設(shè)計IIR濾波器。在做課程設(shè)計中首先是對MATLAB軟件的了解和認(rèn)識，掌握一些MATLAB軟件的基本常用函數(shù)的用法，對MATLAB軟件進(jìn)行程序操作。同時利用MATLAB軟件也能對書本上的知識進(jìn)行驗證，在MATLAB軟件下編寫函數(shù)程序，然后運(yùn)行程序，與書本

6、上的信號的求解進(jìn)行對照分析和比較。對MATLAB軟件進(jìn)行一定的了解和運(yùn)用之后，開始做此次課程設(shè)計。正文數(shù)字濾波器是一個離散時間系統(tǒng)（按預(yù)定的算法，將輸入離散時間信號轉(zhuǎn)換為所要求的輸出離散時間信號的特定功能裝置）。應(yīng)用數(shù)字濾波器處理模擬信號時，首先須對輸入模擬信號進(jìn)行限帶、抽樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換。數(shù)字濾波器輸入信號的抽樣率應(yīng)大于被處理信號帶寬的兩倍，其頻率響應(yīng)具有以抽樣頻率為間隔的周期重復(fù)特性，且以折疊頻率即12抽樣頻率點(diǎn)呈鏡像對稱。為得到模擬信號，數(shù)字濾波器處理的輸出數(shù)字信號須經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換、平滑。數(shù)字濾波器具有高精度、高可靠性、可程控改變特性或復(fù)用、便于集成等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字濾波器在語言信號處理、圖像信號處理

7、、醫(yī)學(xué)生物信號處理以及其他應(yīng)用領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。數(shù)字濾波器有低通、高通、帶通、帶阻和全通等類型。它可以是時不變的或時變的、因果的或非因果的、線性的或非線性的。應(yīng)用最廣的是線性、時不變數(shù)字濾波器。3.1 設(shè)計的目的和意義我們是通信工程的本科生，信號與系統(tǒng)是我們重要的必修課程。當(dāng)代社會學(xué)要大學(xué)培養(yǎng)出理論扎實(shí)，動手實(shí)踐能力強(qiáng)的大學(xué)生。所以，本次課程設(shè)計的目的就在于通過一次實(shí)踐性的活動加深對這門課程的理解，使我們在感性的認(rèn)識上進(jìn)一步升華為理性的認(rèn)識。為后繼課程的學(xué)習(xí)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。增進(jìn)對MATLAB的認(rèn)識，加深對數(shù)字信號處理理論方面的理解，掌握數(shù)字信號處理中IIR濾波器的設(shè)計。馬克思主義唯物辯證法

8、認(rèn)為，實(shí)踐是連接客觀實(shí)在和人主觀意識的通道和橋梁。物質(zhì)對意識的作用以及意識對物質(zhì)的反作用都蘊(yùn)含在實(shí)踐活動當(dāng)中。也就是，實(shí)踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。對這門課的學(xué)習(xí)狀況的好壞，用一次課程設(shè)計便可以檢驗出來。而這，就是本次我們進(jìn)行設(shè)計的意義之所在。3.2 目標(biāo)和總體方案IIR被稱為無限長脈沖響應(yīng)濾波器，結(jié)構(gòu)中有反饋，所以理論上脈沖響應(yīng)永遠(yuǎn)不為零。實(shí)現(xiàn)相同的指標(biāo)比IIR濾波器需要的階數(shù)較少。非線性相位，用于對相位不太敏感的場合，如語音。設(shè)計時先設(shè)計模擬濾波器，再由一定的轉(zhuǎn)換原則轉(zhuǎn)換為數(shù)字濾波器。本次設(shè)計的目標(biāo)在于將IIR數(shù)字濾波器利用MATLAB的知識編寫相應(yīng)程序?qū)崿F(xiàn)高通、帶通或帶阻濾波的功能。于是特制

9、訂了一個總體的方案。由于時間只有十天，故做了如下的計劃安排，將這項工程分為兩大部分：程序的設(shè)計和程序的調(diào)試。首先在程序的設(shè)計部分由分為幾個步驟：第一步：查閱有關(guān)IIR數(shù)字濾波器設(shè)計的資料，用三天的時間。第二步：對設(shè)計高通、帶通或帶阻濾波器時所用到的參數(shù)的作用進(jìn)行更深層的了解，用一到四天的時間。第三步：設(shè)計高通、帶通或帶阻濾波器的代碼，兩天的時間。其次，進(jìn)行程序的調(diào)試。用一天。3.3 設(shè)計方法和內(nèi)容“工欲善其事，必先利其器”。有了總體方案后必須用一個事半功倍的設(shè)計方法來提高程序設(shè)計的效率。IIR數(shù)字濾波器具有無限寬的沖激響應(yīng)，與模擬濾波器相匹配。所以IIR濾波器的設(shè)計可以采取在模擬濾波器設(shè)計的基

10、礎(chǔ)上進(jìn)一步變換的方法。IIR通常是非線性的，但是目前也有準(zhǔn)線性相位設(shè)計方法得到IIR數(shù)字濾波器的系數(shù)，其結(jié)果是使得通帶內(nèi)的相位波動維持在一個工程可接受的范圍內(nèi)。IIR比FIR最大的優(yōu)點(diǎn)是達(dá)到同樣的矩形系數(shù)所需的階數(shù)少，往往5階的IIR濾波器就可以比擬數(shù)十上百階的FIR濾波器。設(shè)計方面，我們將考慮映射為數(shù)字濾波器的方法。首先，重點(diǎn)研究由低通濾波器設(shè)計數(shù)字低統(tǒng)濾波器的方法，然后將這些設(shè)計轉(zhuǎn)換成更通用的頻率選擇濾波器的方法。3.4 硬件環(huán)境微型計算機(jī)：聯(lián)想臺式品牌機(jī)中央處理器：Pentuim 4 主頻：3.0GHz主存容量： 512M硬盤容量： 80G3.5軟件環(huán)境Windows XP 操作系統(tǒng)MA

11、TBLE軟件程序3.6IIR數(shù)字濾波器設(shè)計思路IIR 數(shù)字濾波器可用一個n階差分方程表示y(n)=brx(n-r)+aky(n-k)不難看出,數(shù)字濾波器與模擬濾波器的設(shè)計思路相仿,其設(shè)計實(shí)質(zhì)也是尋找一組系數(shù)b,a,去逼近所要求的頻率響應(yīng),使其在性能上滿足預(yù)定的技術(shù)要求;不同的是模擬濾波器的設(shè)計是在S平面上用數(shù)學(xué)逼近法去尋找近似的所需特性H(S),而數(shù)字濾波器則是在Z平面尋找合適的H(z)。IIR數(shù)字濾波器的單位響應(yīng)是無限長的,而模擬濾波器一般都具有無限長的單位脈沖響應(yīng),因此與模擬濾波器相匹配。由于模擬濾波器的設(shè)計在理論上已十分成熟,因此數(shù)字濾波器設(shè)計的關(guān)鍵是將H(S)H(Z),即,利用復(fù)值映射

12、將模擬濾波器離散化。已經(jīng)證明,沖擊響應(yīng)不變法和雙線性變換法能較好地?fù)?dān)當(dāng)此任,則在此基礎(chǔ)上,數(shù)字濾波器的設(shè)計就可首先歸結(jié)為模擬濾波器的設(shè)計了。3.7 IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計流程圖數(shù)字濾波器技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)參數(shù)變換模擬濾波器技術(shù)指標(biāo)相應(yīng)模擬濾波器設(shè)計模擬濾波器離數(shù)字濾波器圖3-1 數(shù)字濾波器的設(shè)計流程圖3.8 IIR數(shù)字濾波器設(shè)計思路IIR 數(shù)字濾波器可用一個n階差分方程表示或用它的Z域系統(tǒng)函數(shù): 對照模擬濾波器的傳遞函數(shù):   不難看出,數(shù)字濾波器與模擬濾波器的設(shè)計思路相仿,其設(shè)計實(shí)質(zhì)也是尋找一組系數(shù)b,a,去逼近所要求的頻率響應(yīng),使其在性能上滿足預(yù)定的技術(shù)要求;不同的

13、是模擬濾波器的設(shè)計是在S平面上用數(shù)學(xué)逼近法去尋找近似的所需特性H(S),而數(shù)字濾波器則是在Z平面尋找合適的H(z)。IIR數(shù)字濾波器的單位響應(yīng)是無限長的,而模擬濾波器一般都具有無限長的單位脈沖響應(yīng),因此與模擬濾波器相匹配。由于模擬濾波器的設(shè)計在理論上已十分成熟,因此數(shù)字濾波器設(shè)計的關(guān)鍵是將H(S)H(Z),即,利用復(fù)值映射將模擬濾波器離散化。已經(jīng)證明,沖擊響應(yīng)不變法和雙線性變換法能較好地?fù)?dān)當(dāng)此任,則在此基礎(chǔ)上,數(shù)字濾波器的設(shè)計就可首先歸結(jié)為模擬濾波器的設(shè)計了。3.9設(shè)計IIR數(shù)字濾波器的兩種方法   IIR數(shù)字濾波器的的設(shè)計就是在給定了濾波器的技術(shù)指標(biāo)后，確定濾波器的階數(shù)n

14、和系數(shù)ai，bi。在滿足技術(shù)指標(biāo)的條件下，濾波器的結(jié)束應(yīng)盡可能低，因為濾波器的階數(shù)越低，實(shí)現(xiàn)濾波器的成本就越低。在設(shè)計IIR濾波器時，常用的方法是利用模擬濾波器來設(shè)計數(shù)字濾波器。廣泛采取這種方法的因素有：1，模擬濾波器設(shè)計技術(shù)已非常成熟；2，可得閉合形式的解；3，關(guān)于模擬濾波器設(shè)計有完整的設(shè)計公式和圖表可以利用很查閱。為實(shí)現(xiàn)從模擬濾波器到數(shù)字濾波器的轉(zhuǎn)換，需要從系統(tǒng)的描述方法來考慮轉(zhuǎn)單位采樣響應(yīng)h(n)換問題，無論是模擬濾波器還是數(shù)字濾波器，描述系統(tǒng)的基本方法都有四種。濾波器描述系統(tǒng)的方法因此，IIR濾波器的設(shè)計方法是首先將數(shù)字濾波器的技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為對應(yīng)模擬濾波器的技術(shù)指標(biāo)，然后設(shè)計滿足技術(shù)指

15、標(biāo)的模擬濾波器Ha(s)，然后將設(shè)計出的模擬濾波器Ha(s)轉(zhuǎn)換為滿足技術(shù)指標(biāo)的數(shù)字濾波器H(z)。將Ha(s)轉(zhuǎn)換成H(z)的最終目的，是希望數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)H（ej）盡量接近模擬濾波器Ha（j）。將系統(tǒng)函數(shù)H(z)從s平面轉(zhuǎn)換到z平面的方法有很多種，但工程上常用的有兩種：一種是使數(shù)字濾波器的h(n)近似于模擬濾波器的ha(t),可導(dǎo)出脈沖響應(yīng)不變法；另一種使數(shù)字濾波器的差分方程近似于模擬濾波器的微分方程，由此可導(dǎo)出雙線性變換法。3.10雙線性變換法的基本原理脈沖響應(yīng)不變法使得數(shù)字濾波器在時域上能夠較好的模仿模擬濾波器，但是由于從平面到平面的映射具有多值性，使得設(shè)計出來的數(shù)字濾波器不可避

16、免的出現(xiàn)頻譜混迭現(xiàn)象。為了克服脈沖響應(yīng)不變法可能產(chǎn)生的頻譜混跌效應(yīng)的缺點(diǎn)，我們使用一種新的變換雙線性變換。雙線性變換法可認(rèn)為是基于對微分方程的積分，利用對積分的數(shù)值逼近的道德。仿真濾波器的傳遞函數(shù)H(s)為將展開為部份分式的形式，并假設(shè)無重復(fù)幾點(diǎn)，則那么，對于上述函數(shù)所表達(dá)的數(shù)字信號處理系統(tǒng)來講，其仿真輸入x(t)和模擬輸出y(t)有如下關(guān)系利用差分方程來代替導(dǎo)數(shù)，即同時令這樣，便可將上面的微分方程寫為對應(yīng)的差分方程形式兩邊分別取變換，可得這樣，通過上述過程，就可得到雙線性變換中的基本關(guān)系，如下所示所謂的雙線性變換，僅是指變換公式中與的關(guān)系無論是分子部份還是分母部份都是線性的。3.11用雙線性

17、變換法設(shè)計IIR數(shù)字濾波器的步驟MATLAB中設(shè)計IIR數(shù)字濾波器的具體步驟如下：(1) 把給出的數(shù)字濾波器的性能指標(biāo)轉(zhuǎn)換為模擬低通濾波器的性能指標(biāo)；(2) 根據(jù)轉(zhuǎn)換后的性能指標(biāo)，通過濾波器結(jié)束選擇函數(shù)，來確定濾波器的最小階數(shù)n和固有頻率wn；(3) 由最小階數(shù)n得到低通濾波器原型；(4) 由固有頻率wn把模擬低通濾波器轉(zhuǎn)換為模擬低通、高通、帶通或帶阻濾波器；(5) 運(yùn)用雙線性變換法把模擬濾波器轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器。3.12程序源代碼和運(yùn)行結(jié)果3.12.1低通濾波器clearwp=100*2*pi; %通帶截止頻率ws=150*2*pi; %阻帶截止頻率rp=0.5; %通帶衰減rs=30; %阻

18、帶衰減fs=2000; %采樣頻率 n,wc=cheb2ord(wp,ws,rp,rs,'s') %計算階數(shù)，與截止頻率 z,p,k=cheb2ap(n,rs); %建立切比雪夫2型數(shù)字濾波器%零極點(diǎn)轉(zhuǎn)換到空間狀態(tài)表達(dá)式a,b,c,d=zp2ss(z,p,k); %零極點(diǎn)轉(zhuǎn)換到空間狀態(tài)表達(dá)式 at1,bt1,ct1,dt1=lp2lp(a,b,c,d,wc); %低通轉(zhuǎn)換到高通 at2,bt2,ct2,dt2=bilinear(at1,bt1,ct1,dt1,fs); %雙線性變換num,den=ss2tf(at2,bt2,ct2,dt2) %空間狀態(tài)表達(dá)式轉(zhuǎn)換到傳遞函數(shù)%繪制

19、幅頻、相頻圖（頻率響應(yīng)特性圖）figure(1); freqz(num,den,128,fs);grid on;title('幅頻、相頻圖');%繪制脈沖響應(yīng)特性圖figure(2);impz(num,den,128,fs);grid;title('脈沖響應(yīng)特性圖 ')%濾波檢驗figure(3);t=0:0.0005:0.2;x=sin(2*pi*50*t)+sin(2*pi*200*t);y=filter(num,den,x);plot(t,x,':',t,y,'-');grid;legend('X Signal

20、9;,'Y Signal');title('濾波檢驗')運(yùn)行結(jié)果：n =6wc =879.2559num = 0.0287 -0.1085 0.2038 -0.2447 0.2038 -0.1085 0.0287den = 1.0000 -4.4499 8.4145 -8.6176 5.0302 -1.5841 0.2103圖3-2圖3-3圖3-43.12.2高通濾波器wp=100*2*pi; %通帶截止頻率ws=150*2*pi; %阻帶截止頻率rp=0.5; %通帶衰減rs=30; %阻帶衰減fs=2000; %采樣頻率n,wc=cheb2ord(wp,ws

21、,rp,rs,'s'); %計算階數(shù)，與截止頻率z,p,k=cheb2ap(n,rs); %建立切比雪夫2型數(shù)字濾波器a,b,c,d=zp2ss(z,p,k); %零極點(diǎn)轉(zhuǎn)換到空間狀態(tài)表達(dá)式at1,bt1,ct1,dt1=lp2hp(a,b,c,d,wc) %低通轉(zhuǎn)換到高通at2,bt2,ct2,dt2=bilinear(at1,bt1,ct1,dt1,fs) %雙線性變換num,den=ss2tf(at2,bt2,ct2,dt2); %空間狀態(tài)表達(dá)式轉(zhuǎn)換到傳遞函數(shù)%繪制幅頻、相頻圖（頻率響應(yīng)特性圖）figure(1);freqz(num,den,128,fs);grid on

22、;title('幅頻、相頻圖')%繪制脈沖響應(yīng)特性圖figure(2);impz(num,den,128,fs);grid;title('脈沖響應(yīng)特性圖 ')%濾波檢驗figure(3);t=0:0.0005:0.1;x=sin(2*pi*50*t)+sin(2*pi*200*t);y=filter(num,den,x);plot(t,x,':',t,y,'-');legend('X Signal','Y Signal');title('濾波檢驗')運(yùn)行結(jié)果：n =6wc =879.

23、2559num =0.5365 -3.0688 7.4574 -9.8501 7.4574 -3.0688 0.5365den =1.0000 -4.5215 8.8272 -9.4731 5.8745 -1.9914 0.2878圖3-5圖3-6圖3-73.12.3帶通濾波器clear;%下通帶截止頻率wp1=80HZ，上通帶截止頻率wp2=170HZ，阻帶下限頻率ws1=100HZ，阻帶上限頻率ws2=150HZ；解得wp=85HZ，ws=139Hzwp=85*2*pi; %通帶截止頻率wpws=139*2*pi; %阻帶截止頻率wsrp=0.5; %通帶衰減rprs=30; %阻帶衰減r

24、sfs=2000; %采樣頻率n,wc=cheb2ord(wp,ws,rp,rs,'s') %計算階數(shù)n，與截止頻率wnz,p,k=cheb2ap(n,rs); %建立切比雪夫2型數(shù)字濾波器a,b,c,d=zp2ss(z,p,k); %零極點(diǎn)模型轉(zhuǎn)換到空間狀態(tài)模型at1,bt1,ct1,dt1=lp2bp(a,b,c,d,wc,50*2*pi); %低通轉(zhuǎn)換到高通 at2,bt2,ct2,dt2=bilinear(at1,bt1,ct1,dt1,fs); %用雙線性變換法實(shí)現(xiàn)模擬濾波器到數(shù)字濾波器的轉(zhuǎn)換 num,den=ss2tf(at2,bt2,ct2,dt2); %空間狀態(tài)

25、模型轉(zhuǎn)換到傳遞函數(shù)模型%繪制幅頻、相頻圖（頻率響應(yīng)特性圖）figure(1);freqz(num,den,128,fs);grid on;title('幅頻、相頻圖')%繪制脈沖響應(yīng)特性圖figure(2);impz(num,den,128,fs);grid;title('脈沖響應(yīng)特性圖 ')%濾波檢驗figure(3);t=0:0.0005:0.3;x=sin(2*pi*50*t)+sin(2*pi*150*t);y=filter(num,den,x);plot(t,x,':',t,y,'-');legend('X Si

26、gnal','Y Signal');title('濾波檢驗')運(yùn)行結(jié)果：n =5wc =849.6593num =0.0100 -0.0720 0.2250 -0.3787 0.3207 0.0000 -0.3207 0.3787 -0.2250 0.0720 -0.0100den = 1.0000 -8.7737 35.4059 -86.4271 141.2110 -161.2926 130.4129 -73.7145 27.8888 -6.3824 0.6718圖3-8圖3-9圖3-103.12.4帶阻濾波器clear;%下通帶截止頻率wp1=80H

27、Z，上通帶截止頻率wp2=170HZ，阻帶下限頻率ws1=100HZ，阻帶上限頻率ws2=150HZ；解得wp=89HZ，ws=225Hzwp=89*2*pi; %通帶截止頻率wpws=225*2*pi; %阻帶截止頻率wsrp=0.5; %通帶衰減rprs=30; %阻帶衰減rsfs=2000; %采樣頻率 n,wc=cheb2ord(wp,ws,rp,rs,'s'); %計算階數(shù)n，與截止頻率wn%建立切比雪夫2型數(shù)字濾波器%計算階數(shù)n，與截止頻率wnz,p,k=cheb2ap(n,rs); %建立切比雪夫2型數(shù)字濾波器%計算階數(shù)n，與截止頻率wna,b,c,d=zp2ss

28、(z,p,k); %零極點(diǎn)模型轉(zhuǎn)換到空間狀態(tài)模型at1,bt1,ct1,dt1=lp2bs(a,b,c,d,wc,100*2*pi); %低通轉(zhuǎn)換到高通at2,bt2,ct2,dt2=bilinear(at1,bt1,ct1,dt1,fs); %用雙線性變換法實(shí)現(xiàn)模擬濾波器到數(shù)字濾波器的轉(zhuǎn)換num,den=ss2tf(at2,bt2,ct2,dt2);%空間狀態(tài)模型轉(zhuǎn)換到傳遞函數(shù)模型%繪制幅頻、相頻圖（頻率響應(yīng)特性圖）figure(1);freqz(num,den,128,fs);grid on;title('幅頻、相頻圖 ')%繪制脈沖響應(yīng)特性圖figure(2);impz(num,den,128,fs);grid;title('脈沖響