IIR数字滤波器的仿真设计与分析

陈　真, 王　钊

(中国石油大学(华东) 信息与控制工程学院, 山东 青岛　266580)



IIR数字滤波器的仿真设计与分析

陈真, 王钊

(中国石油大学(华东) 信息与控制工程学院, 山东 青岛266580)

分析了在Matlab环境下仿真设计的关键问题,提出了利用模拟滤波器和基于Matlab设计IIR数字滤波器的实现步骤和方法,并以脉冲响应不变法和双线性变换法进行巴特沃思滤波器低通滤波器仿真设计作为案例,进行了效果对比分析。仿真结果表明,所设计的IIR数字滤波器完全满足技术指标的要求,该设计通过频率变换可以进一步实现高通、带通等其他所需类型的数字滤波器。

滤波器设计；IIR数字滤波器； 仿真设计； 巴特沃斯滤波器；Matlab

数字滤波器具有精度高、稳定性和灵活性好、处理功能强等优点,是数字信号分析中广泛应用的工具之一。根据离散系统的时域特性,数字滤波器分为无限冲激响应滤波器(IIR滤波器)和有限冲激响应滤波器(FIR滤波器)两大类。IIR数字滤波器常用来设计频率特性为分段常数的滤波器,可以用较少的阶数获得相同的技术指标。借助于原型模拟滤波器的设计方法比较方便、高效,主要有脉冲响应不变法和双线性变换法两种映射方法。其中脉冲响应不变法是通过数字滤波器的单位脉冲响应序列h(n)逼近模拟滤波器的冲激响应ha(t)实现的；双线性变换法是临界频率预畸变后通过正切变换实现的[1-2]。通过分析总结IIR数字滤波器设计的关键问题[3-12],提出了基于Matlab的IIR数字滤波器的设计步骤和编程实现方法。……