【文章內容簡介】 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。s39。) [z,p,k]=buttap(n) %模擬低通原型零、極點系數(shù) [b1,a1]=zp2tf(z,p,k) %零、極點系數(shù)轉換為傳遞函數(shù) %巴特沃斯模擬低通原型濾波器頻率響應 [hl,w1]=freqs(b1,a1) 14 mag1=abs(h1) 模擬低通原型濾波器幅頻特性曲線 subplot(221)。semilogx(w1,mag1) fw=40 %模擬帶通濾波器帶寬頻率 bw=2*pi*fw %模擬帶通濾波器帶寬角頻率 由模擬低通原型變換為模擬帶通濾波器 [b2,a2]=lp2bp(b1,a1,wn,bw) %模擬帶通濾波函數(shù)系數(shù) 巴特沃斯模擬帶通濾波器頻率響應 [h2,w2]= freqs(b2,a2) mag2 =abs(1l2) 模擬帶通濾波器幅頻特性曲線 (db) subplot(222)。plot(20*log10(mag2)) 沖擊響應不變法進行離散化設計 fo=2021 %采樣頻率 [bz,az]=impinvar(b2,a2,2021) %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(bz,az) magz=abs(hz) phz=unwrap(angle(hz)) subplot(223)。plot(magz) %數(shù)字帶通濾波器幅頻特性曲線 subplot(224)。flot(plot) %數(shù)字帶通濾波器相頻特性曲線 基于合適類型模擬濾波器的 MATLAB 實現(xiàn) 15 通過合適類型模擬濾波器進行數(shù)字帶通設計程序 fp= [480,520]。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。rs=20 %通帶波動、阻帶衰減 巴特沃斯型模擬帶通濾波器設計 [n,wn]=buttord (wp,ws,rp,rs,39。s39。) [b,a]=butter(n,wn,39。s39。) %模擬帶通濾波函數(shù)系數(shù) 巴特沃斯 型模擬帶通濾波器頻率響應 [ha,w]= freqs(b,a) ma=abs(ha)。pha=unwrap(angle(ha)) subplot(421)。plot(w/(2*pi),ma) %模擬幅頻曲線 subplot(423)。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)。phz=unwrap(angle(hz)) subplot(422)。plot(w,mz) %數(shù)字濾波器幅頻曲線 subplot(424)。plot(w,phz) %數(shù)字濾波器相頻曲線 hi=impz(bn,an) %數(shù)字濾波器沖擊響應 subplot(425),plot(hi) %沖擊響應曲線 n=0:300。t=n/fo xl=2*square(2*pi*500*t) %500Hz 方波信號 subplot(426)。plot(x1) %500Hz 方波波形 yi=conv(hi,x1) %時域卷積 輸出 subplot(427)。plot(yi) %卷積輸出波形 y1=filter(bn,an,x1) %數(shù)字濾波函數(shù)輸出 subplot(428)。plot(y1) %數(shù)字濾波器輸出波形 16 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]。fs=[450,550] %模擬通帶、阻帶頻率 rp=3。rs=20 %通帶波動、阻帶衰減 fo=10000 %采樣頻率 %頻率指標變換 wp=2*pi*fp/f0 %數(shù)字通帶頻率 ws=2*pi*fs/fo %數(shù)字阻帶頻率 %切比雪夫 1型數(shù)字帶通濾波器直接設計 [n,wn]=cbeblord(wp/pi,ws/pi,rp,rs) [b,a]=chebyl(n,rp,wn) %數(shù)字帶通濾波器系數(shù) %切比雪夫 1型數(shù)字帶通濾波器頻率響應 [h,w]= freqz(b,a,128,10000) mag=abs(h。pha=unwrqp(angle(h)) subplot(321)。plot(w,mag) %幅頻曲線 subplot(322)。plot(w,pha) %相頻曲線 hi=impz(b,a) %沖擊響應 subplot(324)。plot(hi) %響應曲線 17 n=0:500。t=n/fc x1=2*square(2*pi*500*t) %500Hz 方波信號 subplot(323)。plot(t,x1) %500Hz 方波波形 yi=conv(hi,x1) %時域卷積輸出 subplot(326)。plot(yi) %卷積輸出波形 y1=filter(b,a,x1) %數(shù)字濾波函數(shù)輸出 subplot(325)。 stem(y1) %數(shù)字濾波器輸出波形 總結 : 基于 MATLAB 的信號處理工具箱為數(shù)字濾波器設計帶來了全新的實現(xiàn)手段 ,設計快捷方便 ,仿真波形直觀。上述三種設計方案均可實現(xiàn)設計指標 ,但以直接原型變換法最為簡便。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。 18 參考文獻 1 倪養(yǎng)華 ,王重瑋編著 ， 數(shù)字信號處理與實現(xiàn)，上海：上 海交通大學出版社， 1998。 2 施陽， MATLAB 語言工具箱，西安：西北工業(yè)大學出版社 ,1999。 3吳湘淇、肖熙、郝曉莉， 信號系統(tǒng)與信號處理的軟硬件實現(xiàn)，北京：電子工業(yè)出版社， 2021。 4張葛祥、李 娜， MATLAB 仿真技術與應用，北京：清華大學出版社， 2021。 5 陳桂明，應用 MATLAB 語言處理數(shù)字信號與數(shù)字圖像，北京：科學出版社， 2021。 6 陳懷琛， 數(shù)字信號處理教程 MATLAB 釋義與實現(xiàn)，北京：電子工業(yè)出版社， 2021。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， 。 8谷萩隆嗣 ， 數(shù)字濾波器與信號處理 ， 科學出版社， 。 9薛年喜 ， MATLAB 在數(shù)字信號處理中的應用 ， 清華大學出版社， 。 9JWKf wvGt YM*Jgamp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 UE9aQ@Gn8xp$Ramp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE%amp。 qYp@Eh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE% amp。 qYp@Eh5pDx2zVkum amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE% amp。 qYp@Eh5pDx2zVkum amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE%amp。 qYp@Eh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3tnGK8! z89Am UE9aQ@Gn8xp$Ramp。 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE%amp。 qYp@Eh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE%amp。 qYp@Eh5pDx2zVkumamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE%amp。 qYp@Eh5pDx2zVkumamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE% amp。 qYp@Eh5pDx2zVkum amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z8vGt YM*Jgamp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 QA9wkxFyeQ^! dj sXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 UE9aQ@Gn8xp$Ramp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE%amp。 qYp@Eh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn% Mz849Gx^G89Am UE9aQ@Gn8xp$Ramp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE%amp。 qYp@Eh5pDx2zVkumamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQc@UE% amp。qYp@Eh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQc@UE% amp。qYp@Eh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE%amp。 qYp@Eh5pDx2zVkum amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z8vGt YM*Jgamp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 UE9aQ@Gn8xp$Ramp。 849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQc@UE%amp。 qYp@Eh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! 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