基于matlab的高階低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真(已修改)
2025-07-01 12:34 本頁面
【正文】 淮南師范學(xué)院2013屆本科畢業(yè)論文畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）論文題目：基于MATLAB的高階低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真學(xué)生姓名：陸也學(xué) 號：0908030222所在院系：電氣信息工程學(xué)院專業(yè)名稱：電子信息工程屆 次：2013屆指導(dǎo)教師：張大雷淮南師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）誠信承諾書：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），題目《 》是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成的，沒有弄虛作假，沒有抄襲、剽竊別人的內(nèi)容； （設(shè)計(jì)）所使用的相關(guān)資料、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等均真實(shí)可靠，文中所有引用的他人觀點(diǎn)、材料、數(shù)據(jù)、圖表均已注釋說明來源； 3. 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中無抄襲、剽竊或不正當(dāng)引用他人學(xué)術(shù)觀點(diǎn)、思想和學(xué)術(shù)成果，偽造、篡改數(shù)據(jù)的情況； ：學(xué)院對畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中的抄襲、剽竊、弄虛作假等違反學(xué)術(shù)規(guī)范的行為將嚴(yán)肅處理，并可能導(dǎo)致畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成績不合格，無法正常畢業(yè)、取消學(xué)士學(xué)位資格或注銷并追回已發(fā)放的畢業(yè)證書、學(xué)士學(xué)位證書等嚴(yán)重后果； 、學(xué)院組織的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）檢查、評比中，被發(fā)現(xiàn)有抄襲、剽竊、弄虛作假等違反學(xué)術(shù)規(guī)范的行為，本人愿意接受學(xué)院按有關(guān)規(guī)定給予的處理，并承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任。 學(xué)生（簽名）： 日期： 年 月 日目 錄前言 21 濾波器 2 濾波器的原理 2 濾波器的發(fā)展過程 3 42 仿真軟件MATLAB 7 MATLAB發(fā)展歷史 7 MATLAB功能 8 MATLAB優(yōu)勢和特點(diǎn) 103 方案設(shè)計(jì) 13 低通濾波器的介紹 13 13 低通巴特沃斯濾波器的設(shè)計(jì) 154 濾波器的仿真 16 仿真程序 16 仿真實(shí)現(xiàn) 175 總結(jié) 19參考文獻(xiàn).. 201基于MATLAB的高階低通濾波器的設(shè)計(jì)與仿真學(xué)生：陸也（指導(dǎo)教師：張大雷）（淮南師范學(xué)院電氣信息工程學(xué)院）摘 要：濾波器在現(xiàn)代通信領(lǐng)域內(nèi)有很廣泛的應(yīng)用，本文利用MATLAB的butter涵數(shù)設(shè)計(jì)了8階的巴特沃斯低通濾波器，并進(jìn)行了仿真。仿真輸入信號采用的是三個(gè)不同頻率正弦信號的合成。將合成后的信號通過低通濾波器，實(shí)現(xiàn)了對高頻信號部分的過濾。采用MATLAB設(shè)計(jì)濾波器，使原來非常復(fù)雜的程序設(shè)計(jì)變成了簡單的函數(shù)調(diào)用MATLAB信號處理工具箱為濾波器設(shè)計(jì)及分析提供了非常優(yōu)秀的輔助設(shè)計(jì)工具。關(guān)鍵詞：低通；濾波器；MATLABDesign and Simulation of the Highlevel Lowpass Filter Based on MATLABStudent: LU Ye (Faculty Adriser: ZHANG DaLei)(Department of Electrical and Information Engineering, Huainan Normal University)Abstract：Filter is widely used in the field of modern munication, this paper designed 8 order Butterworth low pass filter using butter culvert MATLAB, simulation is carried out. Simulation of the input signal is used in the synthesis of three different frequency sine signals. The bined signal through a low pass filter, the highfrequency signal portion of the filter. Using the MATLAB filter design, make the program design of the original plex into simple function calls the MATLAB Signal Processing Toolbox provides aided design tool is very good for the design and analysis of filter.Key words：Low pass。 filter。 MATLAB前言隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的不斷的進(jìn)步與發(fā)展，濾波器是現(xiàn)代通訊系統(tǒng)中不可缺少的器件之一，在過去的幾年中迅速發(fā)展的過濾器是一種復(fù)雜的選頻網(wǎng)絡(luò)，其對在一定的頻率范圍內(nèi)的信號予以很小的衰減,使這部分信號可以通過,而其它電信號予以很大程度上的衰減使其不能通過，從而盡可能地阻止這部分信號通。本次研究的課題就是對一組合成信號通過濾波器后分離出需要頻率的信號并利用軟件仿真，進(jìn)行此次仿真的軟件我選擇利用Matlab。Matlab軟件具有很強(qiáng)大的功能，具有一種方便的數(shù)據(jù)信息可視化技巧，使用向量和矩陣,可以標(biāo)記為圖形。而且可以將矩陣和向量用圖形的形式表達(dá)出來，而且同時(shí)對圖形進(jìn)行打印和標(biāo)注。較高水平技巧的作圖有表達(dá)式作圖、二維可視化作圖和三維的可視化作圖、數(shù)字圖象處理和動(dòng)畫作圖[1]?，F(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于科學(xué)領(lǐng)域和工程方面繪圖。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用和計(jì)算方面是首屈一指的數(shù)值程序。用Matlab對矩陣操作,繪圖函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面,連接其他的編程語言、程序等,主要應(yīng)用于工程方面的計(jì)算、控制與設(shè)計(jì)、信號處理以及通訊、數(shù)字圖像處理、金融模型的建立與設(shè)計(jì)等[2]。1 濾波器 濾波器的原理凡是可以使信號中特定的頻率成分通過，而極大地衰減或抑制其他頻率成分的裝置或系統(tǒng)都稱之為濾波器，相當(dāng)于頻率“篩子”。 濾波器的作用有兩方面，一方面就是讓某一頻率范圍內(nèi)的信號能夠順利的通過，而另一方面是對某頻率范圍內(nèi)的信號進(jìn)行抑制而使其不能通過，從而達(dá)到濾波的作用，因此濾波器實(shí)際上是一個(gè)可以選頻的電路。在濾波器中，把某頻率范圍內(nèi)能夠通過的信號的頻率，稱為通帶或通頻帶；相反，能最大程度的衰減信號或使信號全部抑制而不能通過的頻率范圍稱為阻帶；對于在通頻帶和阻帶之間的分界頻率我們稱之為截止頻率；我們認(rèn)為在理想的情況下通帶內(nèi)的電壓增益為常數(shù)，在阻帶內(nèi)的電壓增益為零，此類濾波器是理想濾波器。理想狀態(tài)的濾波器與實(shí)際濾波器的比較：a．理想濾波器的頻率特性理想濾波器:使通帶內(nèi)信號的幅值和相位都不失真,阻帶內(nèi)的頻率成分都衰減為零的濾波器，其通帶和阻帶之間有明顯的分界線。如理想低通濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)為 或 (11)理想濾波器實(shí)際上并不存在。b．實(shí)際濾波器實(shí)際濾波器的特性需要以下參數(shù)描述：（1）恒部平均值A(chǔ)0：描述通帶內(nèi)的幅頻特性；波紋幅度：d。（2）上、下截止頻率：以幅頻特性值為A0/2時(shí)的相應(yīng)頻率值WC1，WC2作為帶通濾波器的上、下截止頻率。帶寬。因?yàn)? 所以 也稱“3dB”帶寬（3）選擇性：實(shí)際濾波器過渡帶幅頻曲線的傾斜程度表達(dá)了濾波器對通帶外頻率成分的衰減能力，用信頻程選擇性和濾波器因素描述。信頻程選擇性：與上、下截止頻率處相比，頻率變化一倍頻程時(shí)幅頻特性的衰減量，即倍頻程選擇性：= 或 =信頻程選擇性總是小于等于零，顯然，計(jì)算信量的衰減量越大，選擇性越好[3]。濾波器因素：－60dB處的帶寬與－3dB處的帶寬之比值，即越小,選擇性越好。分辨力：即分離信號中相鄰頻率成分的能力，用品質(zhì)因素Q描述。 (12)Q越大，分辨率越高。c．實(shí)際的帶通濾波器形式1）恒定的帶寬帶通濾波器:B=常量，與中心頻率f0無關(guān)。2）恒定的百分比帶通濾波器：在高頻區(qū)恒定百分比帶通濾波器的分辨率比恒定帶
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