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巴特沃斯数字带通滤波器.doc

巴特沃斯数字带通滤波器.doc

上传者: 黄文洁 2017-10-19 评分 5 0 104 14 474 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《巴特沃斯数字带通滤波器doc》,可适用于IT/计算机领域,主题内容包含巴特沃斯数字带通滤波器巴特沃斯数字带通滤波器《数字信号处理》课程设计报告设计课题滤波器设计与实现专业班级姓名学号报告日期年月目录课题描述设计原理滤波符等。

巴特沃斯数字带通滤波器巴特沃斯数字带通滤波器《数字信号处理》课程设计报告设计课题滤波器设计与实现专业班级姓名学号报告日期年月目录课题描述设计原理滤波器的分类数字滤波器的设计指标设计内容用MATLAB编程实现设计结果分析总结参考文献课程设计任务书课题描述数字滤波器是由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种算法或装置。数字滤波器的功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理以达到改变信号频谱的目的。由于电子计算机技术和大规模集成电路的发展数字滤波器已可用计算机软件实现也可用大规模集成数字硬件实时实现。使用MATLAB信号处理箱和BW(巴特沃斯)设计低通数字滤波器。设计原理滤波器的分类数字滤波器有低通、高通、带通、带阻和全通等类型。它可以是时不变的或时变的、因果的或非因果的、线性的或非线性的。如果数字滤波器的内部参数不随时间而变化则称为时不变的否则为时变的。如果数字滤波器在某一给定时刻的响应与在此时刻以后的激励无关则称为因果的否则为非因果的。如果数字滤波器对单一或多个激励信号的响应满足线性条件则称为线性的否则为非线性的。应用最广的是线性、时不变数字滤波器。数字滤波器也可以按所处理信号的维数分为一维、二维或多维数字滤波器。一维数字滤波器处理的信号为单变量函数序列例如时间函数的抽样值。二维或多维数字滤波器处理的信号为两个或多个变量函数序列。数字带通滤波器的设计指标阻带频率~hz通带上限频率,通带下限频率hz通带衰减为dB阻带最大衰减dB采样频率hz巴特沃斯原理实际的滤波电路往往难以达到理想的要求如要同时在幅频和相频响应两方面都满足要求就更为困难。因此只有根据不同的实际需要寻求最佳的近似理想特性。例如可以主要着眼于幅频响应而不考虑相频响应也可以从满足相频响应出发而把幅频响应居于次要位置。介绍一种最简单也是最常用的滤波电路巴特沃斯滤波电路(又叫最平幅度滤波电路)。这种滤波电路对幅频响应的要求是:在小于截止频率cω的范围内具有最平幅度的响应而在cωω后幅频响应迅速下降。巴特沃斯带通数字滤波器的设计步骤()确定滤波器的指标即:通带上截止频率。通带下截止频率。阻带上截止频率阻带下截止频率。以及通带内最大衰减和阻带最小衰减。()求出模拟带通滤波器指标()模拟归一化低通滤波器技术指标()设计模拟低通滤波器()将归一化模拟低通妆化为模拟带通()利用双线性变换法将Ha(s)转化为数字带通滤波器H(Z)()作图显示滤波器的幅频特性和相位特性。设计内容用MATLAB编程实现ft=fpl=fph=wp=fpl**pi临界频率采用模拟角频率表示wph=fph**pi临界频率采用模拟角频率表示wp=wp,wphwpb=wpft求数字频率rp=rs=fsl=fsh=ws=fsl**pi临界频率采用模拟角频率表示wsh=fsh**pi临界频率采用模拟角频率表示ws=ws,wshwsb=wsft求数字频率OmegaP=*ft*tan(wpb)频率预畸OmegaS=*ft*tan(wsb)频率预畸选择滤波器的最小阶数N,Wn=buttord(OmegaP,OmegaS,rp,rs,#s#)此处是代入经预畸变后获得的归一化模拟频率参数Bt,At=butter(N,Wn,#s#)设计一个N阶的巴特沃思模拟滤波器Bz,Az=bilinear(Bt,At,ft)双线性变换为数字滤波器H,W=freqz(Bz,Az)求解数字滤波器的频率响应subplot(,,)plot(W*ft(*pi),abs(H))gridonxlabel(#频率#)ylabel(#幅值#)title(#数字滤波器幅频响应#)subplot(,,)plot(W*ft(*pi),angle(H))gridonxlabel(#频率Hz#)ylabel(#相位#)t=:y=sin(*t*pi)sin(*tpi)subplot(,,)plot(t,y)gridony=filter(Bz,Az,y)subplot(,,)plot(t,y)gridon设计结果分析设计巴特沃斯带阻滤波器时由于通带为一定的频率段。因此被滤掉的部分为平缓先线条。总结本次课程实验中让我慢慢了解了程序的编译对于程序的编译也渐渐地掌握了其中的方法与规律。通过这次试验让我收获颇大在实验设计中要先确定需要的函数然后根据所给条件对数据进行处理后得到函数Ha(s)在经过程序编译一步一步最终得到自己所需要的滤波器内容。参考文献《数字信号处理》(第三版)高西全丁美玉编著《MATLAB辅助现代工程数字信号处理》(第二版)李益华主编参考书目邹理和著:《数字滤波器》国防工业出版社北京。

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