雙線(xiàn)性變換法設(shè)計(jì)數(shù)字低通濾波器-資料下載頁(yè)
2024-08-29 13:53本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】給定技術(shù)指標(biāo)為：Hzfp100?設(shè)計(jì)Butterworth低通濾波器，用雙線(xiàn)性變換法轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器。收集消化資料、學(xué)習(xí)MATLAB軟件，說(shuō)明：1、此表一式四份，系、指導(dǎo)教師、學(xué)生各一份，報(bào)送院教務(wù)科一份。行數(shù)學(xué)處理來(lái)達(dá)到頻域?yàn)V波的目的。波器的基本原理。系統(tǒng)是一個(gè)離散系統(tǒng)，則濾波器稱(chēng)為數(shù)字濾波器。數(shù)字濾波實(shí)質(zhì)上是一種運(yùn)算過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的運(yùn)算處理。則，使其按照這個(gè)規(guī)則完成對(duì)輸入數(shù)據(jù)的處理。jeX分別是數(shù)字濾波器的輸出序列和輸入序列的頻域特性。jeH是數(shù)字濾波器的單位取樣響應(yīng)的頻譜，又稱(chēng)為數(shù)。巴特沃斯濾波器的特點(diǎn)是同頻帶內(nèi)的頻率響應(yīng)曲線(xiàn)最為平坦，沒(méi)有起伏，而在組頻帶則逐漸下降為零。界見(jiàn)頻率開(kāi)始，振幅隨著角頻率的增加而逐漸減少，趨向于負(fù)無(wú)窮大。稱(chēng)為歸一化頻率，p稱(chēng)為歸一化復(fù)變。的數(shù)字濾波器不可避免的出現(xiàn)頻譜混迭現(xiàn)象。雙線(xiàn)性變換法可認(rèn)為是基于對(duì)微分方程的積分，利用
【正文】 階歸一化原型巴特沃斯模擬低通濾波器的極點(diǎn) K:N 階歸一化原型巴特沃斯模擬低通濾波器的增益 3)雙線(xiàn)性變換函數(shù) billinear 格式： [bz,az]=bilinear(bs,zs,Fs/2) 其中 :as:模擬濾波器傳遞函數(shù)的分母系數(shù) bs:模擬濾波器傳遞函數(shù)的分子系數(shù) az: 數(shù)字濾波器傳遞函數(shù)的分母系數(shù) bz: 數(shù)字濾波器傳遞函數(shù)的分子系數(shù) 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 17 4)零點(diǎn)、極點(diǎn)、增益模型轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)模型 zp2tf 格式： [Bp,Ap]=zp2tf(z,p,k) 其中： Bp: 模擬濾波器傳遞函數(shù)的分子系數(shù) Ap: 模擬濾波器傳遞函數(shù)的分母系數(shù) 5)模擬低通濾波器到模擬低通濾波器的轉(zhuǎn)換 lp2lp 格式： [b,a]=lp2lp(Bp,Ap,Wn) 其中： b: 模擬濾波器傳遞函數(shù)的分子系數(shù) a: 模擬濾波器傳遞函數(shù)的分子系數(shù) 6)數(shù)字濾波器的頻率相應(yīng) freqz 格式： [h,w]=freqz(bz,az,m) 其中， w: m點(diǎn)頻率 H: m點(diǎn)頻率響應(yīng) m：采樣點(diǎn) 五 .圖像結(jié)果 N =2 Wn =（ 3dB 截止頻率） bz = az = 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 18 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 19 六、 結(jié)果分析 本次設(shè)計(jì)的數(shù)字低通濾波器采用巴特沃茲濾波器使用雙線(xiàn)性變換法， 避免的出現(xiàn)頻譜混迭現(xiàn)象。 仿真結(jié)果中出的模擬和數(shù)字濾波器幅頻相應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求即給定技術(shù)指標(biāo)：通帶截止頻 Hzfp 100? 阻帶截止頻率 Hzfs 300? 通帶衰減 dBap 3? 阻帶衰減 dBa 20? 。所仿真結(jié)果中數(shù)據(jù)有 N=2,Wn=。由此可得 所設(shè)計(jì)的程序符合所設(shè)計(jì)的技術(shù)和參數(shù)要求。 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 20 七．心得體會(huì) 本次設(shè)計(jì)使用了濾波器設(shè)計(jì)中的最基本的 方法：雙線(xiàn)性變換法。濾波器設(shè)計(jì)原理來(lái)比較簡(jiǎn)單，在 MATLAB 中有專(zhuān)門(mén)的函數(shù)可用來(lái)調(diào)用，實(shí)現(xiàn)濾波器的。由于對(duì) MATLAB 了解的不多，甚至連基本的函數(shù)語(yǔ)句都得查書(shū)才能知道，這就大大增加了我們?cè)O(shè)計(jì)的時(shí)間。有時(shí)在調(diào)用函數(shù)時(shí)出現(xiàn)各種錯(cuò)誤，得不到正確結(jié)果，程序運(yùn)行時(shí)也會(huì)有很多的錯(cuò)誤。這讓我深深體會(huì)到，要想正確得出一個(gè)波形，需要花很多的時(shí)間和很大精力。 個(gè)人感覺(jué)濾波器的設(shè)計(jì)比較難，而且設(shè)計(jì)內(nèi)容龐大，使得時(shí)間非常緊張。不過(guò)收獲特別大，在不斷錯(cuò)誤的過(guò)程中，我學(xué)到了新的知識(shí)，同時(shí)也磨練了自己的意志。做完本設(shè)計(jì)，我對(duì)低通數(shù)字濾波器的原理和設(shè)計(jì)方法有了更深層次的理解和掌握，對(duì)數(shù)字濾波器這方面有了系統(tǒng)的理解，收獲頗多。 八 .參考文獻(xiàn) 信號(hào)處理原理及應(yīng)用 謝平 ， 王娜 ， 林洪彬 編著 機(jī)械工業(yè)出版社 數(shù)字信號(hào)處理 王玉德 北京大學(xué)出版社 matlab 使用教程 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 21 燕山大學(xué) 課程設(shè)計(jì)評(píng)審意見(jiàn)表 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 平時(shí)成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字 ： 2020 年 6月 30 日 圖面及其它成績(jī)： 答辯小組評(píng)語(yǔ)： ①設(shè)計(jì)巧妙，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，并有所創(chuàng)新。 ②設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。 ③實(shí)現(xiàn)了大部分設(shè)計(jì)要求。 ④沒(méi)有完成設(shè)計(jì)要求，或者只實(shí)現(xiàn)了一小部分的設(shè)計(jì)要求。 答辯成績(jī)： 組長(zhǎng)簽字： 2020 年 6 月 30日 課程設(shè)計(jì)綜合成績(jī)： 答辯小組成員簽字： 2020 年 6月 30 日
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