姓名:张思雨 学号:22021212047 电子工程学院
一、实验目的
1、掌握利用Matlab设计IIR数字滤波器的方法和步骤;
2、了解切比雪夫滤波器,理解巴特沃斯滤波器两种滤波器的异同。
二、实验内容
1、根据滤波器的主要技术指标设计IIR数字切比雪夫低通、高通、带通和带阻滤波器;
2、绘制滤波器的幅频特性和相频特性曲线,验证滤波器的设计结果是否达到设计指标要求;
三、实验原理
1、数字滤波器
数字滤波器特点:输入信号中有用的频率成分和希望滤除的频率成分占有不同的频带,我们需要通过一个合适的选频滤波器滤除干扰,得到纯净信号。数字滤波器的频率响应函数为,它可以用下式表示:
系统的幅频特性:表示信号通过该滤波器后各频率成分衰减情况
系统的相频特性:反映各频率成分通过滤波器后各频率成分的相位变化情况(时延情况)
2、设计方法
对IIR滤波器,我们一般采用间接法来设计,即先按照参数设计好一个模拟滤波器,然后将其变换为数字滤波器。
3、相关函数
1)cheblord——求解滤波器的阶数N和3dB截止频率
2)cheby1——求解N阶滤波器的具体参数B和A
四、实验步骤
设计切比雪夫滤波器
(1) 设计低通切比雪夫滤波器
利用MATLAB工具设计切比雪夫I型数字低通滤波器,要求通带截止频率为0.2πrad,通带最大衰减为1dB;阻带截止频率为0.3πrad,阻带最小衰减为15 dB。
(2) 设计高通切比雪夫滤波器
利用MATLAB工具设计切比雪夫I型数字高通滤波器,要求通带截止频率为0.3πrad,通带最大衰减为1dB;阻带截止频率为0.2πrad,阻带最小衰减为15 dB。
(3) 设计带通切比雪夫滤波器
利用MATLAB工具设计切比雪夫I型数字带通滤波器,要求通带下截止频率为2025Hz,通带上截止频率为2225Hz,通带最大衰减为1dB;阻带下截止频率为1500Hz,阻带上截止频率为2700Hz,阻带最小衰减为40 dB,采样频率为8000Hz。
(4) 设计带阻切比雪夫滤波器
利用MATLAB工具设计切比雪夫I型数字带阻滤波器,要求阻带下截止频率为2025Hz,阻带上截止频率为2225Hz,阻带最小衰减为40dB;通带下截止频率为1500Hz,通带上截止频率为2700Hz,通带最大衰减为1dB,采样频率为8000Hz。
五、实验结果及分析
(1)切比雪夫低通滤波器
(2)切比雪夫高通滤波器
(3)切比雪夫带通滤波器
(4)切比雪夫带阻滤波器