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如何利用FDATool进行IIR数字滤波器的设计以及仿真实验

消耗积分:0 | 格式:pdf | 大小:0.10 MB | 2018-11-30

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  IIR 数字滤波器具有无限宽的冲激响应 ,与模拟滤波器相匹配 ,所以 IIR 滤波器的设计可以采取在模拟滤波器设计基础上进一步变换的方法。其设计方法主要有经典设计法、直接设计法和最大平滑滤波器设计法,现在主要介绍利用 FDATool 的设计方法。

  FDATool (Filter Design&Analysis Tool)是 MATLAB 信号处理工具箱里专用的滤波器设计分析工具 ,MATLAB6.0 以上的版本还专门增加了滤波器设计工具箱 (Filter Design Toolbox)。 FDATool 可以设计几乎所有的常规滤波器,包括 FIR 和 IIR 的各种设计方法 。它操作简单 ,方便灵活。

  FDATool 界面分为两大部分,一部分是 Design Filter,在界面的下半部,用来设置滤波器的设计参数;另一部分则是特性区,在界面的上半部分,用来显示滤波器的各种特性。 Design Filter 部分主要分为:FilterType(滤波器类型 )选项,包括 Lowpass(低通 )、 Highpass(高通 )、Bandpass(带通 )、Bandstop(带阻 )和特殊的 FIR 滤波器。

  Design Method(设计方法 )选项,包括 IIR 滤波器的 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(椭圆滤波器 )法和 FIR 滤敞器的 Equiripple 法、Least-Squares(最小乘方 )法、Window(窗函数 )法。

  Filter Order(滤波器阶数 )选项,定义滤波器的阶数,包括 Specify Order(指定阶数 ) 和 Minimum Order(最小阶数 )。在 Specify Order 中填入所要设计的滤波器的阶数(N 阶滤波器, Specify Order=N -1)。如果选择 Minimum Order,则 MATLAB 根据所选择的滤波器类型自动使用最小阶数。

  Frequency Specifications 选项,可以详细定义频带的各参数,包括采样频率和频带的截止频率。它的具体选项由 Filter Type 选项和 Design Method 选项决定。例如 Bandpass(带通 )滤波器需要定义 Fstop1(下阻带截止频率 )、Fpass1(通带下限截止频率 )、Fpass2(通带上限截止频率 )、Fstop2(上阻带截止频率 ),而 Lowpass(低通 )滤波器只需要定义 Fstop1、Fpass1。采用窗函数设计滤波器时,由于过渡带是由窗函数的类型和阶数所决定,所以只需定义通带截止频率,而不必定义阻带参数。

  Magnitude specifications 选项,可以定义幅值衰减的情况。例如设计带通滤波器时,可以定义 Wstop1(频率 Fstop1 处的幅值衰减 )、Wpass(通带范围内的幅值衰减 )、Wstop2(频率 Fstop2 处的幅值衰减 )。当采用窗函数设计时 ,通带截止频率处的幅值衰减固定为 6db,所以不必定义。

  Window Specifications 选项 ,当选取采用窗函数设计时,该选项可定义,它包含了各种窗函数。

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