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1、IIR 数 字 滤 波 器 的 设 计摘 要数 字 滤 波 器 是 对 数 字 信 号 进 行 滤 波 处 理 以 得 到 期 望 的 响 应 特 性 的 离 散 时 间系 统 。 作 为 一 种 电 子 滤 波 器 ， 数 字 滤 波 器 与 完 全 工 作 在 模 拟 信 号 域 的 模 拟 滤 波器 不 同 。 数 字 滤 波 器 工 作 在 数 字 信 号 域 ， 它 处 理 的 对 象 是 经 由 采 样 器 件 将 模 拟信 号 转 换 而 得 到 的 数 字 信 号 。 数 字 滤 波 器 的 工 作 方 式 与 模 拟 滤 波 器 也 完 全 不 同 ：后 者 完 全 依 靠
2、电 阻 、 电 容 、 晶 体 管 等 电 子 元 件 组 成 的 物 理 网 络 实 现 滤 波 功 能 ；而 前 者 是 通 过 数 字 运 算 器 件 对 输 入 的 数 字 信 号 进 行 运 算 和 处 理 ， 从 而 实 现 设 计要 求 的 特 性 。本 文 由 数 字 滤 波 器 的 功 能 、 应 用 及 发 展 入 手 ， 介 绍 了 数 字 滤 波 器 的 基 本 概念 ， 其 中 包 括 系 统 的 描 述 、 系 统 的 传 递 函 数 和 IIR 数 字 滤 波 器 基 本 结 构 。 其 次 根据 IIR 数 字 滤 波 器 的 设 计 原 理 ， 在 MATLA
3、B 环 境 下 分 别 采 用 脉 冲 响 应 不 变 法 、双 线 性 变 换 法 和 MATLAB 函 数 直 接 设 计 法 对 IIR数 字 滤 波 器 进 行 了 设 计 。 最 后应 用 FDATool 和 Simulink 工 具 对 IIR数 字 滤 波 器 进 行 了 仿 真 。关 键 词 ： IIR数 字 滤 波 器 ； MATLAB； 脉 冲 响 应 不 变 法 ； 双 线 性 变 换 法 ； FDATool；SimulinkDesignofIIRdigitalfilterAbstractDigital filters are the discrete-time syst
4、ems that process to filter digital signal toget expected response characteristics. As an electronic filter, digital filters workdifferently from the analog signal filters who completely work in analogy signaldomain. Digital filter work in the digital signal domain and its targets are digitalsignals
5、that are received by sampling devices converting analog signals to digitalsignals. The working methods of digital filters and analog filters are completelydifferent:thelattercompletelyrelyonthefunctionofthephysicalnetworkformedbyresistors, capacitors, transistors and other electronic components of f
6、iltering ,whilethe former computes and processes digital signals with the help of digital computingdevicestorealizethecharacteristicsofthedesignrequirements.In this paper, the function, application and development of the digital filter areintroduced followed by the introduction of the principle of d
7、igital filter design. Theprinciple first includes the description of the system, the transfer function of thesystem and the basic structure of the IIR (Infinite Impulse Response) digital filter.Then, according to the design principle of IIR digital filter, the IIR digital filter isdesigned by the me
8、thod of non-changing impulse response, the method of doublelinear transform and direct method using MATLAB functions. At last, the designedIIRdigitalfilterissimulatedbyFDAToolandMATLABSimulinkTool.K ey words:IIRdigitalfilter； MATLAB； non-changingimpulseresponse； doublelineartransformation； FDATool；
9、Simulink目 录第 一 章 绪 论 .11.1 数 字 滤 波 器 技 术 概 述 .11.2 滤 波 器 及 滤 波 方 法 的 发 展 历 程 .21.3 滤 波 器 的 分 类 .31.4 数 字 滤 波 器 的 优 越 性 .41.5 数 字 滤 波 器 的 实 现 方 法 .51.6 MATLAB软 件 简 介 .61.7 MATLAB的 语 言 特 点 .8第 二 章 数 字 滤 波 器 基 础 .102.1 数 字 滤 波 器 的 基 本 概 念 .102.2 系 统 的 描 述 .112.3 系 统 的 传 递 函 数 .122.4 IIR数 字 滤 波 器 的 基 本 结 构 .122.4.1 直 接 型 .132.4.2 直 接 型 .142.4.3 级 联 型 .142.4.4 并 联 型 .16第 三 章 IIR 数 字 滤 波 器 的 设 计 方 法 及 过 程.173.1 基 于 脉 冲 响 应 不 变 法 的 IIR滤 波 器 设 计 .173.2 基 于 双 线 性 Z变 换 法 的 IIR滤 波 器 设 计 .
