Thiết kế các bộ lọc
118
10.2. THIEÁT KEÁ BOÄ LOÏC IIR
Ưu điểm cơ bản của các bộ lọc IIR so với các bộ lọc FIR là: bộ lọc IIR có khả năng thoả mãn
các chỉ tiêu thiết kế với bậc của bộ lọc thấp hơn so với bộ lọc FIR tương ứng. Nhược điểm
của bộ lọc IIR là có tính chất pha phi tuyến. Tuy nhiên, do đặc điểm của quá trình xử lý dữ
liệu trong MATLAB là mang tính chất “offline”, nghĩa là toàn bộ chuỗi dữ liệu vào đã được
xác định trước khi thực hiện lọc, do đó có thể xây dựng bộ lọc không nhân quả, có pha bằng 0
(thông qua hàm filtfilt) để loại bỏ méo pha phi tuyến.
Các phương pháp thiết kế bộ lọc IIR được sử dụng trong MATLAB gồm có:
Phương pháp thiết kế cổ diển dựa trên các nguyên mẫu analog, bao gồm các bộ lọc
Butterworth, Chebychev loại I, Chebychev loại II, elliptic và Bessel.
Phương pháp thiết kế trực tiếp (Yulewalk) tìm một bộ lọc có đáp ứng biên độ xấp xỉ một
hàm mà người thiết kế mong muốn. Đây cũng là một phương pháp để xây dựng một bộ lọc
thông dải nhiều băng.
Phương pháp mô hình thông số (parametric modelling).
Phương pháp thiết kế Butterworth tổng quát hoá
Bảng 10.1
. tóm tắt các phương pháp thiết kế bộ lọc IIR cùng với các hàm được MATLAB
cung cấp để thực hiện các phương pháp thiết kế này.
Bảng 10.1
. Tóm tắt các phương pháp thiết kế bộ lọc IIR và các hàm MATLAB tương ứng
Phương pháp thiết kế Mô
tả
Các hàm MATLAB tương ứng
Dựa vào các bộ lọc
analog
Sử dụng các cực và zero
của các bộ lọc thông thấp
cổ điển trong miền
Laplace (liên tục), chuyển
thành bộ lọc số bằng các
phép biến đổi tần số và
rời rạc hoá bộ lọc
Các hàm thiết kế bộ lọc hoàn chỉnh:
besself, butter, cheby1, cheby2, ellip
Các hàm ước lượng bậc của bộ lọc:
buttord, cheb1ord, cheb2ord, ellipord
Các hàm tạo các bộ lọc thông thấp tương tự:
besselap, buttap, cheb1ap, cheb2ap,
ellipap
Các hàm thực hiện các phép biến đổi tần số:
lp2bp, lp2bs, lp2hp, lp2lp
Các hàm rời rạc hoá bộ lọc:
bilinear, impinvar
Thiết kế trực tiếp
Thiết kế bộ lọc số trực
tiếp trong miền thời gian
rời rạc bằng phương pháp
tiệm cận biên độ
yulewalk
Thiết kế Butterworth
tổng quát
Thiết kế các bộ lọc thông
thấp Butterworth có số
zero nhiều hơn số cực
maxflat
Mô hình thông số
Tìm một bộ lọc số xấp xỉ
một đáp ứng xấp xỉ một
đáp ứng thời gian hoặc
đáp ứng tần số đã định
trước
Các hàm tạo mô hình trong miền thời gian:
lpc, prony, stmcb
Các hàm tạo mô hình trong miền tần số:
invfreqs, invfreqz
