巴特沃斯高通数字滤波器.pdf

数字信号处理课程设计 题 目 巴特沃斯高通数字滤波器 老 师 陈 忠 泽 老 师 学 院 电气工程学院 班 级 电子信息工程0 81班 学 号 20084470110 姓 名 何 依 阳 二0一一年五月 目录： 一、IIR数字高通滤波器的设计 1、数字滤波器的概述 2、数字滤波器的设计步骤 3、设计方法 4、IIR 巴特沃斯数字高通滤波器的实例计算 二、软件仿真工具及实现环境简介 1、计算机辅助设计方法 2、 MATLAB直接设计IIR 巴特沃斯数字高通滤波器 三、滤波器结构对数字滤波器性能指标的影响分析 1、 IIR系统的基本网络结构 （1）直接型 （2）级联型 （3）并联型 四、有限字长运算在网络结构中对数字滤波器的影响 1 、 运算量化效应对数字滤波器的影响 2 、 参数的字长对数字滤波器性能指标的影响 2.1 、系数量化对数字滤波器的影响 五 、运用MATLAB 的辅助工具FDATOOL画出系统函数图像 六 、设计心得 IIR数字高通滤波器的设计 一、IIR数字高通滤波器的设计 1、数字滤波器的概述 所谓数字滤波器，是指输入、输出均为数字信号，通过数值运算处理改变输 入信号所含频率成分的相对比例，或者滤除某些频率成分的数字器件或程序。 2、 数字滤波器的设计步骤 设计一个IIR数字滤波器主要包括下面5个步骤： （1） 确定滤波器要求的规范指标。 （2） 选择合适的滤波器系数的计算 （如图一流程图所示）。 （3） 用一个适当的结构来表示滤波器 （实现结构）。 （4） 有限字长效应对滤波器性能的影响分析。 （5） 用软件或硬件来实现滤波器。 确定数字巴特沃斯 推导出归一化模拟巴 高通滤波器指标 特沃斯低通滤波器指 标 计算出归一化模拟 去归一化推导出模拟 巴特沃斯低通滤波 巴特沃斯高通滤波器 器 双线性变换推导出 数字巴特沃斯高通 滤波器 图一 流程图 本次设计的IIR数字滤波器系数的计算是根据已知的模拟滤波器的特性转 换到等价的数字滤波器。本次设计用双线性变换法得到数字滤波器。而且，双线 性变换法得到的数字滤波器保留了模拟滤波器的幅度响应特性。 3 、设计方法 频率变换法设计思想： 1 、从归一化模拟低通原型出发，先在模拟域内经频率变换成为所需类型的模拟 滤波器；然后进行双线性变换，由 S 域变换到 Z 域，而得到所需类型的数字滤 波器。 2 、先进行双线性变换，将模拟低通原型滤波器变换成数字低通滤波器；然 后 在 Z 域内经数字频率变换为所需类型的数字滤波器。 4 、IIR 巴特沃斯数字高通滤波器的实例计算 （1）设计要求  0.32 设计一个巴特沃斯数字高通滤波器,要求通带截止频率 p rad ,通带衰  0.16 减不大于1dB,阻带截止频率 p rad，阻带衰减不小于15dB （2）确定数字高通的技术指标：  0.32 通带截止频率 p rad， a 1 通带最小衰减