20xxmatlab課設(編輯修改稿)
2025-01-13 22:03 本頁面
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3 數字濾波的基本概念 濾波器的種類很多，從功能上可以分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器，每一種又有模擬濾波器和數字濾波器兩種形式。如果濾波器的輸入和輸出都是離散時間信號，則該濾波器的沖擊響應也必然是離散的，這種濾波器稱之為數字濾波器。該濾波器通過對時域中離散的采樣數據作差分運算實現濾波。一個線性時不變數字濾波器可以用常系數線性差分方程表示為式中x(n),y(n)分辨是輸入和輸出信號序列: ai, bk 分別是濾波系數。當上式bk中系數全部為零時，就有這種形式的濾波器為有限沖激響應濾波器，簡稱FIR型。此事系統的輸出僅與輸入有關。它的實現一般采用非遞歸算法。
4 設計方案 在設計一個濾波器之前， 必須首先根據工程實際的需要來確定濾波器的技術指標。在很多實際應用中，數字 濾波器常被用來實現選頻操作。因此指標的形式一般在頻域中給出幅度和相位響應。
一旦確定了技術指標，就可以利用已學習過的基本原理和關系式，提出一個濾波器模型來逼近給定的技術指標。這是濾波器設計所要研究的主要問題。
以上兩步的結果得到的濾波器，通常是以差分方程、系統函數或脈沖響應描述的。根據這個描述就可以分析其頻率特性和相位特性，以驗證設計結果是否滿足指標要求；或者利用計算機仿真實現設計的濾波器，再分析濾波結果來判斷。
利用MATLAB設計濾波器，可以隨時對比設計要求和濾波器特性調整參數，直觀簡便，極大地減輕了工作量，有利于濾波器設計的優(yōu)化。FIR濾波器的設計方法有窗函數法、最優(yōu)化設計法及約束最小二乘逼近法。MATLAB信號處理工具箱中提供了濾波器設計方法的工具函數，編程中可以根據設計要求直接調用相應函數，方便快捷。本設計數字濾波器的性能指標為:要求用窗函數設計一個高通濾波器。
本例采用凱澤窗函數設計該高通濾波器，原程序節(jié)選如下： As=50。
ws=*Pi。
wp=*Pi。
tr_width=wpws。
M=ceil(()*2*pi/(*tr_width)+l)+l。
disp([‘濾波器的長度為’,num2str(M)])。
beta=*()。
n=【0:l:Ml]: disp([‘線性相位斜率為’,num2str(beta)])。
w_kai=(kaiser(M,beta))’。
wc=(ws+wp)/2: hd=ideal_lp(pi,M)ideal_lp(wc,M)。
h==hd.*w_kai。
[db,mag,pha,grd,w]=freqz_m(h,[1])。
delta_w=2*pi/l000。
Rp=(min(db(wp/delta_w+l:l:501)))。
disp([‘實際通帶波動為’,num2str(Rp)])。
As=round(max(db(l:l:ws/delta_w+l)))。
disp([‘最小阻帶衰減為’,num2str(As)])。
subplot(l,l,l)。
subplot(2,2,l)。
stem(n,hd)。
title(‘理想脈沖響應’)。
axis([0,Ml 0,])。
ylabel(‘hd(n)’)。
subplot(2,2,2): stem(n,w_kai): title(‘凱澤窗’): axis([0,])。
ylabel(‘w(n)’)。
subplot(2,2,3)。
stem(
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