利用MATLAB仿真软件系统结合双线性变换法设计一个数字巴特沃斯高通IIR滤波器.

目 录

摘要................................................................................................ I

1 设计项目要求与说明......................................................................1

2 系统设计......................................................................................2

2.1 设计思路..............................................................................................................................................2

2.2 设计方法对比......................................................................................................................................3

2.3典型模拟滤波器比较...........................................................................................................................4

2.4 设计步骤..............................................................................................................................................4

4 总结与体会.................................................................................13

参考文献.......................................................................................14

附录一.......................................................................................... 15

附录二.......................................................................................... 22

基于双线性变换法的 IIR 数字高通滤波器设计

基于双线性变换法的IIR数字高通滤波器设计

摘要

此报告重点介绍了用双线性不变法设计IIR数字滤波器的基本流程，比较了各种设计

方法的优缺点，总结了模拟滤波器的性能特征。最后以双线性不变法设计了一个高通巴

基于双线性变换法的 IIR 数字高通滤波器设计

然后写出基于matlab的软件设计流程。在对设计进行调试，分析实验数据。

基于双线性变换法的 IIR 数字高通滤波器设计

此部分将详细介绍IIR数字滤波器的设计流程，比较各种设计方案的优劣。

2.1 设计思路

IIR滤波器设计的主要方法是先设计低通模拟滤波器，然后转换为高通、带通或带阻

数字滤波器。对于其他如高通，带通，则通过频率变换转换为设计相应的高通，带通等

在设计的全过程的各个步骤，matlab都提供相应的工具箱函数，使得IIR数字滤波器设计

变得非常简单。总的来说，我的设计思路主要有以下两种：

拟滤波器；然后进行双线性变换，由S域变换到Z域，而得到所需类型的数字滤波器。

双线性变换法 频率变换

图2-2 先离散再频率变换

以上两种思路都可以，我最后选择了第一种思路进行设计，即先在模拟域内经频率

变换成为所需类型的模拟滤波器；然后进行双线性变换，由S域变换到Z域，而得到所需

基于双线性变换法的 IIR 数字高通滤波器设计

类型的数字滤波器。

2.2 设计方法对比

响应与原来模拟滤波器的频率响应相差很大，

不能用来设计高通和带阻滤波器。只适用于限带的低通、带通滤波器

方案二：双线性变换法

双线性变换法是从频域出发，使DF的频率响应与AF的频率响应相似的一种变换法。

直接使数字滤波器的频率响应，逼近模拟滤波器的频率响应,进而求得H(z)。

优点：避免了频率响应的混迭现象

在特定AF和特定DF处，频率响应是严格相等的，它可以较准确地控制截止频率

的位置。

它是一种简单的代数关系，设计十分方便。

缺点：除了零频率附近， 与 之间严重非线性，即线性相位模拟滤波器变为非线

设计思想：从归一化模拟低通原型出发，先在模拟域内经频率变换成为所需类型的

模拟滤波器；然后进行双线性变换，由S域变换到Z域，而得到所需类型的数字滤波器。

先进行双线性变换，将模拟低通原型滤波器变换成数字低通滤波器；然后在Z

域内经数字频率变换为所需类型的数字滤波器。