如何利用FDATool進(jìn)行IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)以及仿真實(shí)驗(yàn)

　　IIR 數(shù)字濾波器具有無限寬的沖激響應(yīng) ，與模擬濾波器相匹配 ，所以 IIR 濾波器的設(shè)計(jì)可以采取在模擬濾波器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)一步變換的方法。其設(shè)計(jì)方法主要有經(jīng)典設(shè)計(jì)法、直接設(shè)計(jì)法和最大平滑濾波器設(shè)計(jì)法，現(xiàn)在主要介紹利用 FDATool 的設(shè)計(jì)方法。

　　FDATool （Filter Design&Analysis Tool）是 MATLAB 信號(hào)處理工具箱里專用的濾波器設(shè)計(jì)分析工具 ，MATLAB6.0 以上的版本還專門增加了濾波器設(shè)計(jì)工具箱 （Filter Design Toolbox）。 FDATool 可以設(shè)計(jì)幾乎所有的常規(guī)濾波器，包括 FIR 和 IIR 的各種設(shè)計(jì)方法 。它操作簡(jiǎn)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(shè)置濾波器的設(shè)計(jì)參數(shù)；另一部分則是特性區(qū)，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(xiàng)，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(shè)計(jì)方法 ）選項(xiàng)，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(shù) ）法。

　　Filter Order（濾波器階數(shù) ）選項(xiàng)，定義濾波器的階數(shù)，包括 Specify Order（指定階數(shù) ） 和 Minimum Order（最小階數(shù) ）。在 Specify Order 中填入所要設(shè)計(jì)的濾波器的階數(shù)（N 階濾波器， Specify Order=N -1）。如果選擇 Minimum Order，則 MATLAB 根據(jù)所選擇的濾波器類型自動(dòng)使用最小階數(shù)。

　　Frequency Specifications 選項(xiàng)，可以詳細(xì)定義頻帶的各參數(shù)，包括采樣頻率和頻帶的截止頻率。它的具體選項(xiàng)由 Filter Type 選項(xiàng)和 Design Method 選項(xiàng)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(shù)設(shè)計(jì)濾波器時(shí)，由于過渡帶是由窗函數(shù)的類型和階數(shù)所決定，所以只需定義通帶截止頻率，而不必定義阻帶參數(shù)。

　　Magnitude specifications 選項(xiàng)，可以定義幅值衰減的情況。例如設(shè)計(jì)帶通濾波器時(shí)，可以定義 Wstop1（頻率 Fstop1 處的幅值衰減 ）、Wpass（通帶范圍內(nèi)的幅值衰減 ）、Wstop2（頻率 Fstop2 處的幅值衰減 ）。當(dāng)采用窗函數(shù)設(shè)計(jì)時(shí) ，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(xiàng) ，當(dāng)選取采用窗函數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，該選項(xiàng)可定義，它包含了各種窗函數(shù)。