資料介紹
IIR 數字濾波器具有無限寬的沖激響應 ,與模擬濾波器相匹配 ,所以 IIR 濾波器的設計可以采取在模擬濾波器設計基礎上進一步變換的方法。其設計方法主要有經典設計法、直接設計法和最大平滑濾波器設計法,現在主要介紹利用 FDATool 的設計方法。
FDATool (Filter Design&Analysis Tool)是 MATLAB 信號處理工具箱里專用的濾波器設計分析工具 ,MATLAB6.0 以上的版本還專門增加了濾波器設計工具箱 (Filter Design Toolbox)。 FDATool 可以設計幾乎所有的常規濾波器,包括 FIR 和 IIR 的各種設計方法 。它操作簡單 ,方便靈活。
FDATool 界面分為兩大部分,一部分是 Design Filter,在界面的下半部,用來設置濾波器的設計參數;另一部分則是特性區,在界面的上半部分,用來顯示濾波器的各種特性。 Design Filter 部分主要分為:FilterType(濾波器類型 )選項,包括 Lowpass(低通 )、 Highpass(高通 )、Bandpass(帶通 )、Bandstop(帶阻 )和特殊的 FIR 濾波器。
Design Method(設計方法 )選項,包括 IIR 濾波器的 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(橢圓濾波器 )法和 FIR 濾敞器的 Equiripple 法、Least-Squares(最小乘方 )法、Window(窗函數 )法。
Filter Order(濾波器階數 )選項,定義濾波器的階數,包括 Specify Order(指定階數 ) 和 Minimum Order(最小階數 )。在 Specify Order 中填入所要設計的濾波器的階數(N 階濾波器, Specify Order=N -1)。如果選擇 Minimum Order,則 MATLAB 根據所選擇的濾波器類型自動使用最小階數。
Frequency Specifications 選項,可以詳細定義頻帶的各參數,包括采樣頻率和頻帶的截止頻率。它的具體選項由 Filter Type 選項和 Design Method 選項決定。例如 Bandpass(帶通 )濾波器需要定義 Fstop1(下阻帶截止頻率 )、Fpass1(通帶下限截止頻率 )、Fpass2(通帶上限截止頻率 )、Fstop2(上阻帶截止頻率 ),而 Lowpass(低通 )濾波器只需要定義 Fstop1、Fpass1。采用窗函數設計濾波器時,由于過渡帶是由窗函數的類型和階數所決定,所以只需定義通帶截止頻率,而不必定義阻帶參數。
Magnitude specifications 選項,可以定義幅值衰減的情況。例如設計帶通濾波器時,可以定義 Wstop1(頻率 Fstop1 處的幅值衰減 )、Wpass(通帶范圍內的幅值衰減 )、Wstop2(頻率 Fstop2 處的幅值衰減 )。當采用窗函數設計時 ,通帶截止頻率處的幅值衰減固定為 6db,所以不必定義。
Window Specifications 選項 ,當選取采用窗函數設計時,該選項可定義,它包含了各種窗函數。
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