基于matlab的iir和fir数字滤波器的设计及其结构研究基于matlab的iir和fir数字滤波器的设计及其结构研究.doc

目录 引言........................................................1 滤波器设计的意义............................................1 IIR数字滤波器设计的基本过程.................................2 模拟滤波器设计...........................................2 脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器.........................2 双线性变换法设计IIR数字滤波器...........................3 脉冲响应不变法和双线性变换法优缺点比较...................4 FIR数字滤波器设计的基本过程................................4 线性相位FIR数字滤波器的基本特征.........................4 利用窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器...................5 利用频率取样法设计线性相位FIR数字滤波器.................6 窗函数法与频率取样法优缺点的比较.........................6 数字滤波器的基本结构........................................7 IIR滤波器的基本结构.....................................7 IIR系统的直接实现形式................................7 IIR系统的级联实现形式................................8 IIR系统的并联实现形式................................8 FIR数字滤波器基本结构...................................9 FIR系统的直接实现形式................................9 IIR和FIR数字滤波器的主要优缺点............................10 概括总结....................................................11 滤波器的设计................................................12 参考文献....................................................14引言 数字滤波器是指输入、输出均为数字信号，通过数值运算处理改变输入信号所含频率成分的相对比例，或者滤除某些频率成分的数字器件和程序。经典数字滤波器从滤波特性上分类，可以分成低通、高通、带通和带阻等滤波器。根据数字滤波器冲激响应的时域特性，可以分成无限脉冲响应数字滤波器(简称IIR)和有限脉冲响应数字滤波器(简称FIR)，IIR和FIR数字滤波器的设计方法及其结构各不相同。 本次课程设计先是对数字滤波器有关理论知识作介绍，在性能指标分析基础上分别对IIR带通数字滤波器和FIR低通数字滤波器运用MATLAB相关函数设计程序，得到幅频特性曲线图像，并对结果进行分析，最后总结课程设计。 第一部分：通过调研总结数字滤波器设计的意义 随着信息技术的迅猛发展，数字信号处理已成为一个极其重要的学科和技术领域。在通信、语音、图像、自动控制和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。数字滤波 (Digital Filter，DF)是数字信号处理的重要环节，它在数字信号处理中占有着重要的地位，它具有可靠性好、精度高、灵活性大、体积小、重量轻等优点。随着数字技术的发展，数字滤波器越来越受到人们的重视，广泛地应用于各个领域。数字滤波器的输入输出信号都是数字信号，它是通过一定的运算过程改变输入信号所含频率成分的相对比例或者滤除某些频率成分来实现滤波的，这种运算过程是由乘法器、加法器和单位延迟器组成的。根据数字滤波器冲激响应的时域特性，可将数字滤波器分为两种即无限长冲激响应(IIR)滤波器和有限长冲激响应(FIR)滤波器。由数字信号处理的一般理论可知IIR滤波器的特征是具有无限持续时间的冲激响应，而FIR滤波器使冲激响应只能持续一定的时间。 第二部分：IIR数字滤波器设计的基本过程（模拟滤波器的设计及方法）、设计方法（脉冲响应不变法和双线性变换法）及两种设计方法的优缺点比较。 2、IIR数字滤波器设计方法概述 2.1模拟滤波器设计 模拟低通滤波器的设计是设计其他滤波器的基础。模拟高通、带通和带阻滤波器的设计过程是：先将希望设计的各种滤波器的技术指标