基于MATLAB的IIR滤波器数字信号频域处理系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现多种IIR滤波器设计，包括一阶低通/高通、陷波、峰值滤波器以及Butterworth和Chebyshev I型滤波器。支持对输入信号进行频域处理、滤波效果分析及频率响应可视化，适用于数字信号处理教学与实验。

详 情 说 明

基于IIR滤波器的数字信号频域处理系统

项目介绍

本项目采用MATLAB实现了一套完整的数字信号频域处理系统，核心是基于无限冲激响应（IIR）滤波器的设计与应用。系统提供多种IIR滤波器设计方法，包括基础的一阶滤波器、选择性滤波器和经典的Butterworth、Chebyshev I型滤波器，能够对输入的时域信号进行滤波处理，并完成相应的频域分析与可视化。该系统适用于信号去噪、频率成分提取、特定频带抑制等典型的信号处理任务。

功能特性

• 丰富的IIR滤波器类型：支持一阶低通/高通滤波器、陷波滤波器、峰值滤波器，以及Butterworth和Chebyshev I型设计方法的低通、高通、带通、带阻滤波器。
• 参数化设计：允许用户灵活设置滤波器关键参数，如截止频率、通带/阻带衰减、滤波器阶数、采样频率等。
• 频域分析与可视化：自动计算并绘制滤波器的频率响应（幅频特性和相频特性曲线）。
• 信号处理与对比：对输入的时域信号进行滤波，并生成原始信号与滤波后信号的时域波形对比图。
• 系数输出：提供设计完成的滤波器传输函数的分子分母多项式系数（b, a），便于进一步分析或移植。

使用方法

1. 准备输入信号：将待处理的时间序列数据（单通道或多通道）以MATLAB支持的格式（如向量或矩阵）准备好。
2. 设置系统参数：在运行主程序前，根据需要设定采样频率、待选滤波器类型及其具体参数（如低通滤波器的截止频率）。
3. 运行主程序：执行系统主脚本。程序将根据参数设计滤波器，处理输入信号，并生成结果。
4. 查看与分析结果：程序运行后，将在命令行窗口输出滤波器系数，并自动生成频率响应图、时域信号对比图等可视化结果供用户分析。

系统要求

• 操作系统：Windows、macOS 或 Linux。
• 软件环境：需要安装MATLAB（推荐R2016a或更高版本）。
• 必要工具箱：必须安装MATLAB的Signal Processing Toolbox（信号处理工具箱）。

文件说明

主程序文件集中实现了系统的核心流程控制与功能调用。其主要能力包括：接收用户预设的采样频率与滤波器参数；根据指定类型调用相应的设计函数以生成IIR滤波器；计算并绘制该滤波器的幅频、相频响应曲线；加载或生成示例输入信号，并应用所设计的滤波器进行滤波处理；最终，绘制原始信号与滤波后信号的时域对比图，并在命令行输出滤波器的系数。