实验四IIR数字滤波器设计及软件实现实验报告.doc
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2022-11-15
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实验四 IIR 数字滤波器设计及软件实现实验报告
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实验四 IIR 数字滤波器设计及软件实现实验报告
一、实验目的
（1）熟悉用双线性变换法设计 IIR 数字滤波器的原理与方法；
（2）学会调用 MATLAB 信号处理工具箱中滤波器设计函数（或滤波器设计分析工具
fdatool）设计各种 IIR 数字滤波器，学会根据滤波需求确定滤波器指标参数。
（3）掌握 IIR 数字滤波器的 MATLAB 实现方法。
（3）通过观察滤波器输入输出信号的时域波形及其频谱，建立数字滤波的概念。
二、实验原理
设计 IIR 数字滤波器一般采用间接法（脉冲响应不变法和双线性变换法），应用最广泛
的是双线性变换法。基本设计过程是：①先将给定的数字滤波器的指标转换成过渡模拟滤波
器的指标； ②设计过渡模拟滤波器；③将过渡模拟滤波器系统函数转换成数字滤波器的系
统函数。MATLAB 信号处理工具箱中的各种 IIR 数字滤波器设计函数都是采用双线性变换法。
第六章介绍的滤波器设计函数 butter、cheby1 、cheby2 和 ellip 可以分别被调用来直接设
计巴特沃斯、切比雪夫 1、切比雪夫 2 和椭圆模拟和数字滤波器。本实验要求读者调用如上
函数直接设计 IIR 数字滤波器。
本实验的数字滤波器的 MATLAB 实现是指调用 MATLAB 信号处理工具箱函数 filter 对给
定的输入信号 x(n)进行滤波，得到滤波后的输出信号 y(n）。
三、实验内容及步骤
（1）调用信号产生函数 mstg 产生由三路抑制载波调幅信号相加构成的复合信号 st，该函
数还会自动绘图显示 st 的时域波形和幅频特性曲线，如图 10.4.1 所示。由图可见，三路信
号时域混叠无法在时域分离。但频域是分离的，所以可以通过滤波的方法在频域分离，这就
是本实验的目的。
图 10.4.1 三路调幅信号 st 的时域波形和幅频特性曲线
（2）要求将 st 中三路调幅信号分离，通过观察 st 的幅频特性曲线，分别确定可以分
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