实验三： 用双线性变换法设计IIR数字滤波器.ppt

实验三：用双线性变换法设计IIR数字滤波器二、实验内容

1用双线性变换法设计一个巴特沃斯低通IIR数字滤波器。
2以0.02π为采样间隔，打印出数字滤波器在频率区间［0,π/2］上的幅频响应特性曲线。
3用所设计的滤波器对实际心电图信号采样序列(在本实验后面给出)进行仿真滤波处理，并分别打印出滤波前后的心电图信号波形图，观察总结滤波作用与效果。
三、实验步骤

1复习有关巴特沃斯模拟滤波器设计和用双线性变换法设计IIR数字滤波器的内容。
2按照理论课教材中第六章例题6.4.2中的技术指标要求，用双线性变换法设计数字滤波器系统函数H(z)。例题6.4.2中已求出满足本实验要求的数字滤波器系统函数为：A=0.09036
B1=1.2686,C1=-0.7051
B2=1.0106,C2=-0.3583
B3=0.9044,C3=-0.2155
图1滤波器H(z)的组成3编写滤波器仿真程序,计算H(z)对心电图信号采样序列x(n)的响应序列y(n)。设yk(n)为第k级二阶滤波器Hk(z)的输出序列，yk-1(n)为输入序列，如图1所示。由(2)式可得到差分方程：yk(n)=Ayk-1(n)+2Ayk-1(n-1)+
Ayk-1(n-2)+Bkyk(n-1)+Ckyk(n-2)(3)

4在通用计算机上运行仿真滤波程序，并调用通用绘图子程序，完成实验内容(2)和(3)。
5查找相关资料，自行设计一个IIR数字滤波器。

四、思考题

用双线性变换法设计数字滤波器过程中，变换公式
中T的取值，对设计结果有无影响?为什么?

五、实验报告要求
1简述实验目的及原理。
2由所打印的|H(ejω)|特性曲线及设计过程简述双线性变换法的特点。
3对比滤波前后的心电图信号波形，说明数字滤波器的滤波过程与滤波作用。
4简要回答思考题。六、心电图信号采样序列x(n)

人体心电图信号在测量过程中往往受到工业高频干扰，所以必须经过低通滤波处理后，才能作为判断心脏功能的有用信息。下面给出一实际心电图信号采样序列样本x(n)，其中存在高频干扰。在实验中，以x(n)作为输入序列，滤除其中的干扰成分。
{x(n)}={-4,-2,0,-4,-6,-4,-2,-4,-6,-6,
-4,-4,-6,-6,-2,6,12,8,0,-16,
-38,-60,-84,-90,-66,-32,-4,-2,-4,8,
12,12,10,6,6,6,4,0,0,0,
0,0,-2,-4,0,0,0,-2,-2,0,
0,-2,-2,-2,-2,0}