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如何利用FDATool進(jìn)行IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計以及仿真實(shí)驗(yàn)

2018-12-04 | pdf | 0.10 MB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

  IIR 數(shù)字濾波器具有無限寬的沖激響應(yīng) ,與模擬濾波器相匹配 ,所以 IIR 濾波器的設(shè)計可以采取在模擬濾波器設(shè)計基礎(chǔ)上進(jìn)一步變換的方法。其設(shè)計方法主要有經(jīng)典設(shè)計法、直接設(shè)計法和最大平滑濾波器設(shè)計法,現(xiàn)在主要介紹利用 FDATool 的設(shè)計方法。

  FDATool (Filter Design&Analysis Tool)是 MATLAB 信號處理工具箱里專用的濾波器設(shè)計分析工具 ,MATLAB6.0 以上的版本還專門增加了濾波器設(shè)計工具箱 (Filter Design Toolbox)。 FDATool 可以設(shè)計幾乎所有的常規(guī)濾波器,包括 FIR 和 IIR 的各種設(shè)計方法 。它操作簡單 ,方便靈活。

  FDATool 界面分為兩大部分,一部分是 Design Filter,在界面的下半部,用來設(shè)置濾波器的設(shè)計參數(shù);另一部分則是特性區(qū),在界面的上半部分,用來顯示濾波器的各種特性。 Design Filter 部分主要分為:FilterType(濾波器類型 )選項(xiàng),包括 Lowpass(低通 )、 Highpass(高通 )、Bandpass(帶通 )、Bandstop(帶阻 )和特殊的 FIR 濾波器。

  Design Method(設(shè)計方法 )選項(xiàng),包括 IIR 濾波器的 Butterowrth(巴特沃思 )法、 Chebyshev Type I(切比雪夫I型 )法、Chebyshev Type Ⅱ (切比雪夫Ⅱ型 )法、Elliptic(橢圓濾波器 )法和 FIR 濾敞器的 Equiripple 法、Least-Squares(最小乘方 )法、Window(窗函數(shù) )法。

  Filter Order(濾波器階數(shù) )選項(xiàng),定義濾波器的階數(shù),包括 Specify Order(指定階數(shù) ) 和 Minimum Order(最小階數(shù) )。在 Specify Order 中填入所要設(shè)計的濾波器的階數(shù)(N 階濾波器, Specify Order=N -1)。如果選擇 Minimum Order,則 MATLAB 根據(jù)所選擇的濾波器類型自動使用最小階數(shù)。

  Frequency Specifications 選項(xiàng),可以詳細(xì)定義頻帶的各參數(shù),包括采樣頻率和頻帶的截止頻率。它的具體選項(xiàng)由 Filter Type 選項(xiàng)和 Design Method 選項(xiàng)決定。例如 Bandpass(帶通 )濾波器需要定義 Fstop1(下阻帶截止頻率 )、Fpass1(通帶下限截止頻率 )、Fpass2(通帶上限截止頻率 )、Fstop2(上阻帶截止頻率 ),而 Lowpass(低通 )濾波器只需要定義 Fstop1、Fpass1。采用窗函數(shù)設(shè)計濾波器時,由于過渡帶是由窗函數(shù)的類型和階數(shù)所決定,所以只需定義通帶截止頻率,而不必定義阻帶參數(shù)。

  Magnitude specifications 選項(xiàng),可以定義幅值衰減的情況。例如設(shè)計帶通濾波器時,可以定義 Wstop1(頻率 Fstop1 處的幅值衰減 )、Wpass(通帶范圍內(nèi)的幅值衰減 )、Wstop2(頻率 Fstop2 處的幅值衰減 )。當(dāng)采用窗函數(shù)設(shè)計時 ,通帶截止頻率處的幅值衰減固定為 6db,所以不必定義。

  Window Specifications 選項(xiàng) ,當(dāng)選取采用窗函數(shù)設(shè)計時,該選項(xiàng)可定義,它包含了各種窗函數(shù)。

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