MATLAB设计滤波器全攻略：IIR与FIR实例解析

该资源是一份关于使用MATLAB设计滤波器的教程，涵盖了IIR滤波器和FIR滤波器的设计方法，包括直接设计、脉冲响应不变法、双线性变换等，并提供了具体的代码示例。教程由中国的中国科学技术大学电子工程与信息科学系多媒体通信实验室编写，版权属于2003年。 详细知识点： 1. **MATLAB滤波器设计基础**： - **直接设计数字滤波器**：MATLAB中的`butterord()`函数用于确定滤波器阶数和归一化截止频率，`butter()`函数则根据这些参数生成巴特沃斯滤波器的系数。例如，设计一个低通滤波器，采样频率为1Hz，通带临界频率fp=0.2Hz，通带内衰减小于1dB，阻带临界频率fs=0.3Hz，阻带内衰减大于25dB，可以使用`butterord()`和`butter()`函数，然后用`freqz()`函数可视化频率响应。 2. **脉冲响应不变法**： - 这种方法将模拟滤波器转换为数字滤波器，保持了脉冲响应的形状不变。在MATLAB中，首先使用`buttord()`和`butter()`以角频率表示临界频率设计模拟滤波器，然后通过`impinvar()`函数将其转换为数字滤波器。 3. **双线性变换**： - 双线性变换是一种常用的模拟到数字滤波器转换方法，它保持了滤波器的类型（如巴特沃斯、切比雪夫等）。在示例中，使用`butter()`函数设计不同类型的滤波器，如低通、高通、带通，然后利用双线性变换实现这些滤波器。 4. **MATLAB工具箱**： - 提到了MATLAB 6下的`FilterDesigner`工具，这是一个图形用户界面，用户可以方便地设计和分析滤波器，包括IIR和FIR滤波器。 5. **FIR滤波器设计**： - 通过窗函数设计FIR滤波器是常见方法，MATLAB示例中提到了如何使用窗函数设计低通和带通滤波器。这通常涉及到选择合适的窗函数，计算滤波器系数，然后使用`freqz()`函数查看频率响应。 6. **频率响应分析**： - `freqz()`函数用于计算和绘制数字滤波器的频率响应，这对于验证滤波器设计参数至关重要。 7. **滤波器类型转换**： - 示例中提到了如何通过双线性变换将低通滤波器转换为高通、带通滤波器，这是通过改变频率响应来实现的。 这个资源对于学习MATLAB滤波器设计非常有用，不仅提供了理论介绍，还给出了具体的操作步骤和代码示例，可以帮助读者理解和应用不同的滤波器设计技术。