MATLAB实现IIR滤波器设计：双线性变换与工具箱应用

IIR数字滤波器设计及软件实现是一个关于电子信息技术领域的实验项目，主要目标是通过Matlab软件来理解和实践IIR（无限 impulse response）数字滤波器的设计。实验涉及的关键知识点包括： 1. 实验目的： - 学习双线性变换法：这是设计IIR滤波器的一种间接方法，它将数字滤波器的规格转换为模拟滤波器的规格，然后设计模拟滤波器，并通过双线性变换将其转换回数字滤波器。 - MATLAB滤波器设计工具：学生需熟练使用MATLAB信号处理工具箱中的函数，如butter、cheby1、cheby2和ellip，直接设计不同类型的滤波器（巴特沃思、切比雪夫1型、切比雪夫2型和椭圆滤波器）。 - 数字滤波器实现：利用filter函数在Matlab中实现IIR滤波器的实际应用，通过滤波操作分离复合信号中的频率成分。 2. 实验原理： - 脉冲响应不变法和双线性变换：实验中主要采用双线性变换法，通过这种技术，可以保持模拟滤波器的脉冲响应在映射到z变换后的一致性，从而设计出与原始模拟滤波器性能相似的数字滤波器。 - MATLAB函数的应用：matlab工具箱中的设计函数能够自动执行滤波器设计流程，减少了手动计算的复杂性。 3. 实验内容及步骤： - 信号生成：使用mstg函数生成一个复合信号，由三个抑制载波调幅信号组成，目的是展示如何在频域上利用滤波技术分离难以在时域区分的信号。 - 代码示例：提供了一个mstg函数的清单，展示了如何通过调用这个函数生成复合信号并观察其时域波形和幅频特性，以及后续使用filter函数进行滤波操作。 通过这个实验，参与者不仅能掌握IIR滤波器设计的基本原理，还能锻炼使用Matlab进行实际滤波器设计和分析的能力，增强对数字信号处理的理解和实践能力。同时，通过观察输入和输出信号的变化，能够直观地理解数字滤波器在实际信号处理中的作用和效果。