《《Matlab课程设计》-数字切比雪夫高通IIR滤波器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《Matlab课程设计》-数字切比雪夫高通IIR滤波器（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Matlab 课程设计目录目录摘要2ABSTRACT.31 MATLAB 简介.41.1 MATLAB 的概况41.2 MATLAB 产生的历史背景41.3 MATLAB 的语言特点51.4 MATLAB 界面介绍61.4.1 工作环境窗口.61.4.2 当前路径窗口.72. 数字滤波器.82.1 数字滤波器的概念82.2 数字滤波器的分类82.3 数字滤波器的设计要求103. IIR 数字滤波器的设计103.1 设计原理103.2 设计步骤114.切比雪夫 IIR 数字滤波器125.双线性变换法设计 IIR 数字滤波器135.1 设计原理135.2 双线性变换的优缺点156. 数字切比雪夫高
2、通 IIR 滤波器设计186.1 设计流程图186.2 程序设计及运行结果196.2.1 设计过程.196.2.2 运行结果.217 小结.238 参考文献.24Matlab 课程设计0摘要在现代通信系统中，由于信号中经常混有各种复杂成分，所以很多信号分析都是基于滤波器而进行的，而数字滤波器是通过数值运算实现滤波，具有处理精度高、稳定、灵活、不存在阻抗匹配问题，可以实现模拟滤波器无法实现的特殊滤波功能。数字滤波器根据其冲激响应函数的时域特性，可分为两种，即无限长冲激响应(IIR)数字滤波器和有限长冲激响应(FIR)数字滤波器。实现IIR 滤波器的阶次较低，所用的存储单元较少，效率高，精度高，而
3、且能够保留一些模拟滤波器的优良特性，因此应用很广。Matlab 软件以矩阵运算为基础，把计算、可视化及程序设计有机融合到交互式工作环境中，并且为数字滤波的研究和应用提供了一个直观、高效、便捷的利器。尤其是 Matlab 中的信号处理工具箱使各个领域的研究人员可以直观方便地进行科学研究与工程应用。本文首先介绍了数字滤波器的概念，分类以及设计要求。接着又逐步介绍了 IIR 数字滤波器，切比雪夫 IIR 数字滤波器，以及用双线性变换法设计 IIR 数字滤波器。本文重点设计了基于双线性变换的数字切比雪夫高通 IIR 滤波器。关键词：Matlab 双线性 切比雪夫 IIR 高通滤波器Matlab 课程设
4、计1ABSTRACTIn modern communication systems, Because often mixed with various signal complex components, So many signal analysis is based on filters, and the digital filter is realized through numerical computation, digital filters filter with high precision, stability and flexibility, dont exist, can
5、 realize the impedance matching simulating the special filter cannot achieve filter function. Digital filter according to its impulse response function and characteristics of the time can be divided into two kinds, namely the infinite impulse response (IIR) digital filter and finite impulse response
6、 (FIR digital filters). The order of realizing IIR filter is used, low and high efficiency less storage unit, high precision, and can keep some simulation characteristics of filter, so it is widely used. Matlab software based on matrix computation, the calculation, visualization and program design o
7、f organic integration to interactive environment for digital filter, and the research and application of provides an intuitive, efficient and convenient tool. Especially in the Matlab signal processing to all areas of research toolbox personnel can easily for scientific research and engineering appl
8、ication. This paper introduces the concept of digital filters, classification and design requirements.Then he gradually introduced the IIR digital filter, Chebyshev IIR digital filters, and using the bilinear transform IIR digital filter design.This article focuses on the design of the figures based
9、 on the bilinear transform Chebyshev high-pass IIR filter.Keywords: Matlab bilinear IIR Chebyshev high-pass filterMatlab 课程设计21 MATLAB 简介1.1 MATLAB 的概况MATLAB 是矩阵实验室（Matrix Laboratory）之意。除具备卓越的数值计算能力外，它还提供了专业水平的符号计算，文字处理，可视化建模仿真和实时控制等功能。MATLAB 的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学，工程中常用的形式十分相似，故用 MATLAB 来解算问题要比用 C、F
10、ORTRAN 等语言完相同的事情简捷得多。MATLAB 包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包(Toolbox)。工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包。功能工具包用来扩充 MATLAB的符号计算、可视化建模仿真、文字处理及实时控制等功能。学科工具包是专业性比较强的工具包、控制工具包、信号处理工具包、通信工具包等都属于此类。开放性使 MATLAB 广受用户欢迎.除内部函数外，所有 MATLAB 主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件，用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包。1.2 MATLAB 产生的历史背景在 70 年代中期，Cleve Moler 博士和其同事
11、在美国国家科学基金的资助下开发了调用 EISPACK 和 LINPACK 的 FORTRAN 子程序库。到 70 年代后期，身为美国 New Mexico 大学计算机系系主任的 Cleve Moler，利用业余时间为学生编写 EISPACK 和 LINPACK 的接口程序。Cleve Moler 给这个接口程序取名为 MATLAB。在以后的数年里，MATLAB 在多所大学里作为教学辅助软件使用，并作为面向大众的免费软件广为流传。1983 年，工程师 John Little.John Little 和 Cleve Moler，Steve Bangert 一起，用C 语言开发了第二代专业版。这一代
12、的 MATLAB 语言同时具备了数值计算和Matlab 课程设计3数据图示化的功能。1984 年，Cleve Moler 和 John Little 成立了 Math Works 公司，正式把MATLAB 推向市场，并继续进行 MATLAB 的研究和开发。MathWorks 公司顺应多功能需求之潮流，在其卓越数值计算和图示能力的基础上又率先在专业水平上开拓了其符号计算、文字处理、可视化建模和实时控制能力，开发了适合多学科、多部门要求的新一代科技应用软件 MATLAB。时至今日，经过 MathWorks 公司的不断完善，MATLAB 已经发展成为适合多学科，多种工作平台的功能强大大大型软件。在国
13、外，MATLAB 已经成为线性代数，自动控制理论，数理统计，数字信号处理，时间序列分析，动态系统仿真等高级课程的基本教学工具；成为攻读学位的大学生，硕士生，博士生必须掌握的基本技能。在设计研究单位和工业部门，MATLAB 被广泛用于科学研究和解决各种具体问题。在国内，特别是工程界，MATLAB 一定会盛行起来。可以说，无论你从事工程方面的哪个学科，都能在 MATLAB 里找到合适的功能。1.3 MATLAB 的语言特点MATLAB 最突出的特点就是简洁。MATLAB 用更直观的，符合人们思维习惯的代码，代替了 C 和 FORTRAN 语言的冗长代码。MATLAB 给用户带来的是最直观，最简洁的
14、程序开发环境。以下简单介绍一下 MATLAB 的主要特点：1语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极其丰富。MATLAB 程序书写形式自由，利用起丰富的库函数避开繁杂的子程序编程任务，压缩了一切不必要的编程工作。由于库函数都由本领域的专家编写，用户不必担心函数的可靠性。2运算符丰富。由于 MATLAB 是用 C 语言编写的，MATLAB 提供了和 C语言几乎一样多的运算符，灵活使用 MATLAB 的运算符将使程序变得极为简短。3MATLAB 既具有结构化的控制语句（如 for 循环，while 循环，break 语句Matlab 课程设计4和 if 语句） ，又有面向对象编程的特性。4程序限制不严
15、格，程序设计自由度大。例如，在 MATLAB 里，用户无需对矩阵预定义就可使用。5程序的可移植性很好，基本上不做修改就可以在各种型号的计算机和操作系统上运行。6MATLAB 的图形功能强大。在 FORTRAN 和 C 语言里，绘图都很不容易，但在 MATLAB 里，数据的可视化非常简单。MATLAB 还具有较强的编辑图形界面的能力。7MATLAB 的缺点是，它和其他高级程序相比，程序的执行速度较慢。由于 MATLAB 的程序不用编译等预处理，也不生成可执行文件，程序为解释执行，所以速度较慢。8功能强大的工具箱是 MATLAB 的另一特色。MATLAB 包含两个部分：核心部分和各种可选的工具箱。
16、核心部分中有数百个核心内部函数。其工具箱又分为两类：功能性工具箱和学科性工具箱。9源程序的开放性。开放性也许是 MATLAB 最受人们欢迎的特点。除内部函数以外，所有 MATLAB 的核心文件和工具箱文件都是可读可改的源文件，用户可通过对源文件的修改以及加入自己的文件构成新的工具箱。1.4 MATLAB 界面介绍1.4.1 工作环境窗口MATLAB7.0 启动后，产生的工作环境界面如图所示，它包含一个工具栏、三个区域、四个工作窗口。四个工作窗口分别为指令窗口(Command Windows)、指令历史窗口(command history)、工作空间窗口(workspace)和当前路径窗口(current directory)。MATLAB 工作环境窗口如图 1 所示：Matlab 课程设计51.4.2 当前路径窗口当前路径窗口如图 2 所示：图 1.1 MATLAB 工作环境窗口图 1.2 当前路径窗口Matlab 课程设计62.数字滤波器2.1 数字滤波器的概念滤波器是指用来对输入信号进行滤波的硬件和软件。数字滤波器
