IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)—論文答辯PPT

1、指導(dǎo)老師： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)：IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)框架SchemeI I R 數(shù) 字 濾 波 器 的 設(shè) 計(jì)畢業(yè)論文答辯 研究背景 方案總述 主要內(nèi)容 仿真驗(yàn)證 結(jié)論研究背景I I R 數(shù) 字 濾 波 器 的 設(shè) 計(jì)畢業(yè)論文答辯 在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，由于信號(hào)中經(jīng)?；煊懈鞣N噪聲和干擾，所以信號(hào)分析都是基于濾波器而進(jìn)行的。與模擬濾波器相比數(shù)字濾波器處理有精度高、穩(wěn)定、靈活、不存在阻抗匹配問(wèn)題等優(yōu)點(diǎn)。在數(shù)字濾波器中, IIR濾波器實(shí)現(xiàn)的階次較低，所用的存儲(chǔ)單元較少，效率高，精度高，而且能夠保留一些模擬濾波器的優(yōu)良特性，因此應(yīng)用很廣。于是，IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)便顯得十分必要。方案總述I I R 數(shù)

2、 字 濾 波 器 的 設(shè) 計(jì)畢業(yè)論文答辯 本文根據(jù)模擬濾波器的設(shè)計(jì)原理，提出了IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，并在MATLAB環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了IIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)和仿真。其主要內(nèi)容概括為：首先應(yīng)用MATLAB語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)；接著利用MATLAB提供的Simulink模塊完成濾波器的仿真；最后設(shè)計(jì)一個(gè)可操作的GUI圖形界面，使得濾波器的應(yīng)用操作簡(jiǎn)單可視化。主要內(nèi)容I I R 數(shù) 字 濾 波 器 的 設(shè) 計(jì)畢業(yè)論文答辯設(shè)計(jì)流程: (1)確定IIR數(shù)字濾波器的技術(shù)指標(biāo)。 (2)將數(shù)字濾波器的技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬濾波器的技術(shù)指標(biāo)。 (3)按照模擬低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)設(shè)過(guò)渡模低通濾波

3、器。 (4)用所選的轉(zhuǎn)換方法，將模擬濾波轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器 。主要內(nèi)容I I R 數(shù) 字 濾 波 器 的 設(shè) 計(jì)畢業(yè)論文答辯 我們不難發(fā)現(xiàn)，利用模擬原型來(lái)設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器，其重點(diǎn)在于所選取的變換方法，成熟的方法主要有脈沖響應(yīng)不變法和雙線性變換法。主要內(nèi)容I I R 數(shù) 字 濾 波 器 的 設(shè) 計(jì)畢業(yè)論文答辯脈沖響應(yīng)不變法是從濾波器的脈沖響應(yīng)出發(fā)，使數(shù)字濾波器的單位脈沖響應(yīng)序列模仿模擬濾波器的沖激響應(yīng)，也就是時(shí)域逼近良好。但是，由于任何一個(gè)實(shí)際的模擬濾波器頻率響應(yīng)都不是嚴(yán)格限帶的，變換后就會(huì)產(chǎn)生頻率響應(yīng)的混疊失真。法。 j3/ T/ T3/ T/ Too11jIm zRe zZ平面S平面 1 脈沖響

4、應(yīng)不變法 脈沖響應(yīng)不變法映射關(guān)系主要內(nèi)容I I R 數(shù) 字 濾 波 器 的 設(shè) 計(jì)畢業(yè)論文答辯 雙線性變換法采用非線性頻率壓縮方法，使S平面與Z平面建立了一一對(duì)應(yīng)的單值關(guān)系，消除了多值變換性，也就消除了頻譜混疊現(xiàn)象。正因?yàn)檫@種非線性關(guān)系，使數(shù)字濾波器頻響曲線不能保真模仿濾波器的頻響曲線形狀。 2 雙線性變換法 o 11Z平 面jIm zRe z/ Tj11/ TS1平 面S平 面joo雙線性變換法的映射關(guān)系 仿真驗(yàn)證IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與仿真畢業(yè)論文答辯基于MATLAB的IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)用脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì)數(shù)字低通濾波器，其設(shè)計(jì)指標(biāo)為：fp=0.1HZ， Rp=1dB；fs=0.175

5、HZ，Rs=10dB, Fs=1HZ。 幅頻特性曲線 仿真驗(yàn)證IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與仿真畢業(yè)論文答辯用雙線性變換法設(shè)計(jì)數(shù)字低通濾波器，其設(shè)計(jì)指標(biāo)為：Wp=0.2rad;Rp=1dB;Ws=0.3rad;Rs=15dB;指定模擬濾波器采用巴特沃斯低通濾波器。幅頻特性曲線 仿真驗(yàn)證IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與仿真畢業(yè)論文答辯六階橢圓數(shù)字帶通濾波器損耗函數(shù)曲線直接調(diào)用MATLAB函數(shù)設(shè)計(jì)IIR帶通數(shù)字濾器，F(xiàn)s=8kHz；fp1=2025Hz;fpu=2225Hz;fs1=1500Hz;fsu=2700Hz;Rp=1dB;Rs=40dB;為了使濾波器階數(shù)最低，采用橢圓濾波器。 仿真驗(yàn)證IIR數(shù)字濾波器

6、的設(shè)計(jì)與仿真畢業(yè)論文答辯基于Simulink的IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)Simulink的仿真框圖：實(shí)現(xiàn)將信號(hào)源為f=sin(2*pi*t*65)+sin(3*pi*t*90)+sin(2*pi*t*125)的信號(hào)通過(guò)一個(gè)IIR低通濾波器進(jìn)行濾波，在示波器中顯示濾波前和濾波后的波形。 仿真驗(yàn)證IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與仿真畢業(yè)論文答辯仿真結(jié)果： 仿真驗(yàn)證IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與仿真畢業(yè)論文答辯基于MatlabGUI的IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求：1、在下拉菜單中，能夠選擇巴特沃斯、切比雪夫?yàn)V波器、切比雪夫?yàn)V波器、橢圓濾波器2、設(shè)計(jì)濾波器類(lèi)型可選，能夠選擇Lowpass、Highpass、Bandpa

7、ss、Bandstop等類(lèi)型3、在下拉菜單中可選擇圖形顯示類(lèi)型，能夠選擇Linear、Logarithmic兩種類(lèi)型4、在設(shè)計(jì)濾波器階數(shù)時(shí)，可選擇自定義階數(shù)和利用最小階數(shù)設(shè)計(jì)濾波器，并顯示最小階數(shù)5、在參數(shù)輸入中，可輸入抽樣頻率Fs、濾波器通帶臨界頻率（Fp1、Fp2）、濾波器阻帶臨界頻率（Fst1、Fst2）、通帶內(nèi)的最大衰減Rp、通帶內(nèi)的最小衰減Rs6、設(shè)計(jì)的濾波器的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)能顯示在設(shè)計(jì)的用戶界面中 仿真驗(yàn)證IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與仿真畢業(yè)論文答辯GUI界面的設(shè)計(jì)： 仿真驗(yàn)證IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與仿真畢業(yè)論文答辯仿真結(jié)果1： 仿真驗(yàn)證IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與仿真畢業(yè)論文答辯仿真結(jié)果2： 仿真驗(yàn)證IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與仿真畢業(yè)論文答辯仿真結(jié)果3： 仿真驗(yàn)證IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與仿真畢業(yè)論文答辯仿真結(jié)果4：結(jié)論ConclusionI I R 數(shù) 字 濾 波 器 的 設(shè) 計(jì)畢業(yè)論文答辯脈沖響應(yīng)不變法中相位響應(yīng)有嚴(yán)格的線性,不存在穩(wěn)定性問(wèn)題, 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是存在混疊失真。雙線性變換不會(huì)出現(xiàn)混疊失真，但會(huì)產(chǎn)生頻率的畸變，使數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)偏移模擬濾波器的頻率響應(yīng)。MATLAB信號(hào)處理工具箱提供了幾個(gè)直接設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器的