基于MATLAB的IIR滤波器自动化设计与分析系统

资 源 简 介

本项目提供完整的IIR数字滤波器设计解决方案，支持巴特沃斯、切比雪夫、椭圆三种滤波器类型的参数计算与特性分析，自动生成时频域响应对比图、极点零点分布及滤波效果测试界面，助力信号处理研究与教学应用。

详 情 说 明

MATLAB IIR滤波器设计与实现系统

项目介绍

本项目基于MATLAB平台，实现各类IIR数字滤波器的自动化设计与分析系统。系统集成了巴特沃斯、切比雪夫I型、椭圆三种经典滤波器设计方法，通过信号频域变换与有理函数逼近理论，提供从参数计算到性能验证的完整解决方案。核心功能包括滤波器系数生成、稳定性分析、多维度特性可视化以及阶数优化建议。

功能特性

• 多类型滤波器设计：支持巴特沃斯（最大平坦响应）、切比雪夫I型（通带等波纹）、椭圆（通带/阻带等波纹）滤波器
• 自动阶数计算：根据通带/阻带衰减指标智能计算最小实现阶数
• 全面可视化分析：

- 幅频/相频响应曲线（标注通带/阻带边界） - 零极点分布三维图（包含单位圆参考系） - 时域滤波效果测试界面（输入信号可自定义）

• 稳定性验证：通过极点位置自动判据系统稳定性

使用方法

1. 参数设置：在main.m中修改设计参数：

```matlab filter_type = 'butter'; % 滤波器类型 cutoff_freq = [1000, 2000]; % 通带/阻带截止频率(Hz) attenuation = [3, 40]; % 通带/阻带衰减(dB) fs = 8000; % 采样频率(Hz)

1. 运行设计：执行主程序生成滤波器系数与分析图表
2. 结果解读：

- 获取分子/分母系数向量（直接用于滤波实现） - 查看频响曲线验证指标符合性 - 通过零极点图确认稳定性（极点均位于单位圆内）

系统要求

• 平台要求：MATLAB R2018a或更高版本
• 工具依赖：Signal Processing Toolbox（必需）、Control System Toolbox（可选，用于零极点分析增强）

文件说明

主程序文件整合了滤波器设计的全流程控制，包含参数输入解析、滤波器类型选择与系数计算、频域响应曲线绘制、零极点分布三维可视化生成、系统稳定性自动判定以及最小阶数计算与建议报告输出等核心功能模块。通过结构化设计实现从用户输入到结果呈现的自动化处理。