实验四 IIR 数字滤波器设计及软件实现
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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、实验原理与方法
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 lter
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。