基于matlab的數(shù)字濾波器的設計設計論文-免費閱讀
【正文】 7叢玉良、王宏志，數(shù)字信號處理及其MATLAB實現(xiàn)，電子工業(yè)出版社。實際應用中,數(shù)字濾波器也可以對連續(xù)時間信號進行處理,但需要先對連續(xù)信號進行A/D變換,經(jīng)數(shù)字濾波后,再經(jīng)D/A轉換得到所需要的連續(xù)信號。plot(t,x1) %500Hz方波波形yi=conv(hi,x1) %時域卷積輸出subplot(326)。 基于直接原型變換法的MATLAB實現(xiàn)數(shù)字帶通濾波器直接設計程序fp= [480,520]。plot(w/(2 pi),pha) %模擬相頻曲線沖擊響應不變法進行離散化設計fo=5000 %采樣頻率[bn,an]=impinvar(b,a,5000) %數(shù)字帶通濾波函數(shù)系數(shù)巴特沃斯型數(shù)字帶通濾波器頻率響應[hz,w]=freqz(bn,an)mz=abs(hz)。fs=[450,550] %模擬通帶、阻帶頻率wp=[480,520]*pi*2 %模擬通帶角頻率ws=[450,550]*pi*2 %模擬阻帶角頻率rp=3。3 .4各種設計方法的MATLAB實現(xiàn) 基于模擬低通原型的MATLAB實現(xiàn)通過模擬低通原型濾波器進行數(shù)字帶通設計程序：fp=480 %模擬低通通帶上限頻率fs=520 %模擬低通阻帶下限頻率wp=2*pi*fp %模擬低通通帶上限角頻率ws=2*pi*fs %模擬低通阻帶下限角頻率rp=3 %通帶波動rs=20 %阻帶衰減%巴特沃斯模擬低通原型濾波器設計[n,wn]=buttord(wp,WS,rp ,rs,39。 模擬濾波器到數(shù)字濾波器的轉換可在時域進行也可在頻域?qū)崿F(xiàn),時域轉換的關鍵是要使數(shù)字濾波器與模擬濾波器時域響應的采樣值相等,以保持其瞬態(tài)特性不變,常用的是沖擊響應不變法。1 .傳統(tǒng)設計方法已經(jīng)證明,沖擊響應不變法和雙線性變換法能較好地擔當此任,則在此基礎上,數(shù)字濾波器的設計就可首先歸結為模擬濾波器的設計了。 IIR 數(shù)字濾波器可用一個n階差分方程y(n)=Σbrx(nr)+Σaky(nk),或用它的Z域系統(tǒng)函數(shù): 另外有限的單位響應也有利于對數(shù)字信號的處理，便于編程，用于計算的時延也小，這對實時的信號處理很重要。 ，對相位要求較高時，需加相位校準網(wǎng)絡。相信隨著版本的不斷提高，MATLAB在數(shù)字濾波器技術中必將發(fā)揮更大的作用?！ lot(ω/π,db)?！ ubplot(222) stem(n,w_han)。%以下為作圖語句 delta_ω=2*π/1000。 %計算過渡帶寬 M=ceil(*/tr_width)+1?！ 〕绦蜻\行結果如圖1所示。ylabel(’h(n)’)。 title(’凱澤窗’)。 subplot(1,1,1)?！? hd=ideal_lp(π,M)ideal_lp(ωc,M)?！ ˇ豴=*π tr_width=ωpωs。為了計算數(shù)字濾波器在頻域中的特性，可調(diào)用freqz子程序，如果不滿足要求，可根據(jù)具體情況，調(diào)整窗函數(shù)類型或長度，直到滿足要求為止?！ 。?）根據(jù)待求濾波器的理想頻率響應求出理想單位脈沖響應hd(n)。在大多數(shù)實際應用中，數(shù)字濾波器常常被用來實現(xiàn)選頻操作，所以指標的形式一般為在頻域中以分貝值給出的相對幅度響應和相位響應。h(n)=h(N1n) (2)h(n)=h(N1n) (3)(沒有式一？)式（2）稱為第一類線性相位的幅度條件（偶對稱），式（3）稱為第二類線性相位的幅度條件（奇對稱）?，F(xiàn)代數(shù)字濾波器可以用軟件或硬件兩種方式來實現(xiàn)。有數(shù)字信號處理的一般理論可知，IIR濾波器的特征是具有無限持續(xù)時間的沖激響應，而FIR濾波器使沖激響應只能持續(xù)一定的時間。在歐美等國家的高校，MATLAB已成為線性代數(shù)、自動控制理論、數(shù)理統(tǒng)計、數(shù)字信號處理、時間序列分析、動態(tài)系統(tǒng)仿真等高級課程的基本教學工具。 以一數(shù)字帶通濾波器為例,著重說明了基于MATLAB的三種濾波器的實現(xiàn)手段：模擬低通原型、合適模擬帶通及直接原型,為數(shù)字濾波器設計帶來全新的實現(xiàn)手段。關鍵詞：濾波 IIR濾波器 FIR濾波器 MATLAB目 錄第一章成為攻讀學位的本科、碩士、博士生必須掌握的基本技能。第二章 數(shù)字濾波器的基本概念數(shù)字濾波技術是數(shù)字信號處理的一個重要組成部分，濾波器的設計是信號處理的核心問題之一。軟件方式實現(xiàn)的優(yōu)點是可以通過濾波器參數(shù)的改變?nèi)フ{(diào)整濾波器的性能。 FIR濾波器的設計 根據(jù)沖激響應的時域特性，數(shù)字濾波器可分為無限長沖激響應濾波器（IIR）和有限長沖激響應濾波器（FIR）。 用窗函數(shù)法設計FIR濾波器的步驟如下： ?。?）根據(jù)過渡帶寬及阻帶衰減要求，選擇窗函數(shù)的類型并估計窗口長度N（或階數(shù)M=N1）。如果給出待求濾波器的頻率響應為Hd(ejω)，則理想的單位脈沖響應可以用下面的傅里葉反變換式求出： 在一般情況下，hd(n)是不能用封閉公式表示的，需要采用數(shù)值方法表示?！ ∈褂么昂瘮?shù)法設計時要滿足以下兩個條件： ?。?）窗譜主瓣盡可能地窄，以獲得較陡的過渡帶； ?。?）盡量減少窗譜的最大旁瓣的相對幅度，也就是使能量盡量集中于主瓣，減小峰肩和紋波，進而增加阻帶的衰減?！ ?計算過渡帶寬 M=ceil(()*2*π/(*tr_width)+1)+1。 %求理想脈沖響應 h=hd*w_kai?！ ubplot(2,2,1)。 axis([0 M1 0 ])。 subplot(2,2,4)。,最小阻帶衰減為70，濾波器長度為89，,符合設計要求。 %按漢寧窗計算濾波器長度 disp([’濾波器的長度為’,num2str(M)])?！ p=(min(db(1:1: ωp/delta_ω+1)))?！ itle(’漢寧窗’), axis([0 M1 0 ])?！ itle(′幅度響應（db)′)。同
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