王艷文 楊 楠

(新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院 生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng)453003)

數(shù)字濾波是數(shù)字信號(hào)處理的基本方法，與模擬濾波器相比有很多優(yōu)點(diǎn)，其精度高、成本低、穩(wěn)定可靠性強(qiáng)、適應(yīng)范圍廣，避免了模擬濾波固有的電壓漂移、溫度漂移和噪聲等問題[1]。數(shù)字濾波器包括有限長(zhǎng)FIR(finite impulse response)濾波器和無限長(zhǎng) IIR(infinite impulse response)濾波器。IIR濾波器的幅頻特性精度高于FIR，且同指標(biāo)的濾波器階數(shù)遠(yuǎn)低于FIR。雖然IIR濾波器的相位是非線性的，但是Matlab提供了一系列函數(shù)來解決線性相位所帶來的濾波器的扭斜[2]。MATLAB是美國(guó)MathWorks公司推出的一套用于工程計(jì)算的可視化高性能語言與軟件環(huán)境，是數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)的重要手段[3]。本文采用脈沖響應(yīng)不變法實(shí)現(xiàn)切比雪夫I型數(shù)字帶通濾波器的設(shè)計(jì)。

1 程序設(shè)計(jì)及運(yùn)行結(jié)果

根據(jù)研究任務(wù)，需設(shè)計(jì)切比雪夫I型數(shù)字帶通濾波器的性能指標(biāo)如下：通帶截止頻率wp1=0.3π,wp2=0.7π，Rp=1dB，阻帶截止頻率ws1=0.1π,ws2=0.9π,實(shí)際通帶波動(dòng)Rp≤1dB，最小阻帶衰減Ar≥15dB，濾波器采樣頻率Fs=2000Hz。

設(shè)計(jì)程序如下：

程序運(yùn)行結(jié)果如下：

圖1 設(shè)計(jì)切比雪夫I型數(shù)字帶通濾波器頻率特性圖

2 結(jié)果分析

由頻率特性曲線可知：該切比雪夫I型數(shù)字帶通濾波器在通阻帶截止頻率處能滿足Rp≤1dB，Ar≥15dB的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，且系統(tǒng)的極點(diǎn)全部在單位圓內(nèi)，是一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)。系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：

直接型：

并聯(lián)型：

3 結(jié)語

利用MATLAB設(shè)計(jì)濾波器方法簡(jiǎn)單、快捷直觀。本文運(yùn)用脈沖響應(yīng)不變法，利用matlab設(shè)計(jì)了切比雪夫I型數(shù)字帶通濾波器，程序運(yùn)行結(jié)果符合設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)要求，取得了較理想的實(shí)驗(yàn)效果。

［1］祁才君.數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的算法分析與應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005：24-25.

［2］董長(zhǎng)虹.Matlab信號(hào)處理與應(yīng)用[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2005：168-169.

［3］段佳佳.基于MATLAB的FIR濾波器的設(shè)計(jì)[J].電子測(cè)試，2011（08）：19-21.