劉雪 葛良全

摘要：數(shù)字濾波器可靠性與精確度高，使用簡(jiǎn)單方便，與模擬設(shè)備相比具有許多其所沒有的諸多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被泛地應(yīng)用于各個(gè)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。Matlab 具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，豐富的工具箱為工程計(jì)算提供的極大的方便，也已被廣泛地應(yīng)用于工程計(jì)算中。該文基于Matlab提出了IIR濾波器的設(shè)計(jì)方案與相關(guān)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 數(shù)字濾波器； Matlab； IIR

中圖分類號(hào)： TN710 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）24-5769-03

Design of IIR Digital Filter Based on Matlab

LIU Xue， GE Liang-quan

（College of Information Science and Technology， Chengdu University of Technology，Chengdu 610065，China）

Abstract： Digital filter possesses high level of accuracy， agility， and reliability. It has lots of advantages that analog equipment doesnt have， so it has been widely used in any branch of science and technology. Matlab has powerful data processing capability， its rich tool kit offers extreme convenience for project calculation， So it also been widely used in the project calculation field. This paper presents design plan and relevant implement of IIR digital filter which based on Matlab.

Key words： Digital Filter； Matlab； IIR

一直以來，信號(hào)處理一直被應(yīng)用于數(shù)字信號(hào)、產(chǎn)生模擬或轉(zhuǎn)化，其中信號(hào)的濾波技術(shù)是被應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域。數(shù)字濾波技術(shù)是模擬識(shí)別、圖像處理、語音和譜分析等諸多應(yīng)用中的一個(gè)基本處理部件，它可以滿足數(shù)字濾波器對(duì)相位與幅度特性的嚴(yán)格要求。

隨著現(xiàn)如今科技的日益更新，數(shù)字濾波技術(shù)已經(jīng)成為一門及其重要的科學(xué)和技術(shù)。在以往對(duì)濾波器設(shè)計(jì)時(shí)大多采用模擬電路技術(shù)，但是模擬電路技術(shù)存在諸多難以解決的難題，而采用數(shù)字濾波器技術(shù)則可以盡量的避免這些難題，當(dāng)然數(shù)字濾波器依然還有諸多的優(yōu)點(diǎn)都是模擬技術(shù)所不能及的，所以采用數(shù)字濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理是目前濾波技術(shù)發(fā)展的方向[1]。

按照單位脈沖響應(yīng)或者實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分，數(shù)字濾波器可分為兩種，即IIR（無限脈沖響應(yīng)）和FIR（有限脈沖響應(yīng)）濾波器[2]。若假設(shè)IIR濾波器和FIR濾波器具有相同的性能，則IIR濾波器具有更高的優(yōu)勢(shì)，如執(zhí)行速度更快，存儲(chǔ)單元較少，可以用較低的階數(shù)獲取較高的選擇性等。

1 IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)

1.1 IIR數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)

一個(gè)N階的IIR數(shù)字濾波器的系統(tǒng)函數(shù)

可以表示為： 3 結(jié)論

濾波器的設(shè)計(jì)是數(shù)字信號(hào)處理中最基本問題的之一。若信號(hào)帶有無用信號(hào)或者噪聲，濾波器的作用就是濾除這些干擾成分，使特定頻段的信號(hào)通過以達(dá)到對(duì)信號(hào)篩選的效果[11]。在本文中基于Matlab仿真系統(tǒng)，對(duì)IIR數(shù)字濾波器進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究，應(yīng)用巴特沃斯濾波器對(duì)低通濾波器形式進(jìn)行仿真，選擇三個(gè)不同頻率1000Hz，1800Hz和2500Hz的合成正弦信號(hào)，應(yīng)用巴特沃斯濾波器實(shí)現(xiàn)了混合信號(hào)頻譜的分離，得到了良好的仿真效果。

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