基于MATLAB在IIR濾波器的設計與仿真

　　3.3設計實(shí)例分析

　　由圖1(a)可知，這種濾波器在100-200Hz的通帶范圍內是等波紋的，而在阻帶中是單調的，這是Chebyshev I濾波器的幅頻特性。由圖1(b)可知，在100-200Hz的范圍內相移較小，其曲線(xiàn)近似一條直線(xiàn)，失真較??；當頻率超過(guò)這一范圍時(shí)，相移較大，而且其曲線(xiàn)是非直線(xiàn)的，所以失真也較大。圖1(c)得到了Chebyshev I濾波器的時(shí)域沖激響應，在5ms-100ms有沖激響應，超過(guò)這一范圍的沖激響應近似為零，進(jìn)而實(shí)現了Chebyshev I帶通濾波器的設計。

　　4 Simulink仿真

　　4.1 Simulink仿真實(shí)例

　　通過(guò)調用Simulink中的功能模塊，可以構成數字濾波器的仿真框圖。在仿真過(guò)程中，雙擊各功能模塊，隨時(shí)改變參數，獲得不同狀態(tài)下的仿真結果。例如原始信號x(t)=2sin(0.05wt)+w(t)，w(t)為隨機信號，幅值為0.2，通過(guò)一傳遞函數為H(z)=0.15/(1-0.8z-1)的濾波器可得到如圖2的仿真結果。其中仿真過(guò)程中可導入FDATool所設計的濾波器文件。

　　4.2 仿真分析

　　比較圖2中(b)和(c)的波形可知，輸入的原始信號經(jīng)過(guò)濾波器濾波后，(b)中波形的毛刺部分(即干擾噪聲)被濾除，輸出的信號更接近正弦波，如(c)中所示波形。由此說(shuō)明，傳遞函數為H(z)=0.15/(1-0.8z-1)的濾波器的設計是恰當的。

　　5 結論

　　利用MATLAB的強大運算功能，基于MATLAB的信號處理工具箱(Signal Processing Toolbox)的數字濾波器設計法可以快速有效地設計由軟件組成的常規數字濾波器，設計方便、快捷，大大減輕了工作量。在設計過(guò)程中可以對比濾波器特性。隨時(shí)更改參數，以達到濾波器設計的最優(yōu)化。利用MATLAB設計數字濾波器在數字通信系統和計算機領(lǐng)域信號處理中，有著(zhù)廣泛的應用前景。