基于matlab的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)-wenkub.com
2025-06-15 16:07 本頁(yè)面
【正文】 9薛年喜，MATLAB在數(shù)字信號(hào)處理中的應(yīng)用，清華大學(xué)出版社。5 陳桂明，應(yīng)用MATLAB語(yǔ)言處理數(shù)字信號(hào)與數(shù)字圖像，北京：科學(xué)出版社，2001。倪養(yǎng)華,王重瑋編著， 數(shù)字信號(hào)處理與實(shí)現(xiàn)，上海：上海交通大學(xué)出版社，1998。 基于MATLAB的信號(hào)處理工具箱為數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)帶來(lái)了全新的實(shí)現(xiàn)手段,設(shè)計(jì)快捷方便,仿真波形直觀。 stem(y1) %數(shù)字濾波器輸出波形plot(hi) %響應(yīng)曲線n=0:500。rs=20 %通帶波動(dòng)、阻帶衰減fo=10000 %采樣頻率%頻率指標(biāo)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(shè)計(jì)[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(yīng)[h,w]= freqz(b,a,128,10000)mag=abs(h。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(w,mz) %數(shù)字濾波器幅頻曲線subplot(424)。pha=unwrap(angle(ha))subplot(421)。s39。flot(plot) %數(shù)字帶通濾波器相頻特性曲線)[z,p,k]=buttap(n) %模擬低通原型零、極點(diǎn)系數(shù)[b1,a1]=zp2tf(z,p,k) %零、極點(diǎn)系數(shù)轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)%巴特沃斯模擬低通原型濾波器頻率響應(yīng)[hl,w1]=freqs(b1,a1)mag1=abs(h1)模擬低通原型濾波器幅頻特性曲線subplot(221)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法是集電路理論、網(wǎng)絡(luò)圖論、數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、元件建模、優(yōu)化技術(shù)、高級(jí)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言等多交叉學(xué)科于一身的新領(lǐng)域,它把計(jì)算機(jī)的快速、高精度、大存儲(chǔ)容量、嚴(yán)格的邏輯判斷和優(yōu)良的數(shù)據(jù)處理能力與人的思維創(chuàng)造能力充分結(jié)合起來(lái),極大地簡(jiǎn)化了數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)過(guò)程。 根據(jù)前述設(shè)計(jì)思路,首先設(shè)計(jì)一個(gè)模擬原型濾波器(截止頻率為1rad/s的低通濾波器),然后在模擬域(S平面)進(jìn)行頻率變換,將模擬原形濾波器轉(zhuǎn)換成所需類型(指定截止頻率的低通、高通、帶通、帶阻)的模擬濾波器,再將其數(shù)字離散化,從S平面映射至Z平面,得到所需技術(shù)指標(biāo)的數(shù)字濾波器。IIR數(shù)字濾波器的單位響應(yīng)是無(wú)限長(zhǎng)的,而模擬濾波器一般都具有無(wú)限長(zhǎng)的單位脈沖響應(yīng),因此與模擬濾波器相匹配。數(shù)字濾波器技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)參數(shù)變換模擬濾波器技術(shù)指標(biāo)相應(yīng)模擬濾波器設(shè)計(jì)模擬濾波器離散化數(shù)字濾波器 IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)思路與步驟它的基本工作原理是利用離散系統(tǒng)特性對(duì)系統(tǒng)輸入信號(hào)進(jìn)行加工和變換,改變輸入序列的頻譜或信號(hào)波形,讓有用頻率的信號(hào)分量通過(guò),抑制無(wú)用的信號(hào)分量輸出。iir幅頻特性精度很高，不是線性相位的，可以應(yīng)用于對(duì)相位信息不敏感的音頻信號(hào)上； fir幅頻特性精度較之于iir低，但是線性相位，就是不同頻率分量的信號(hào)經(jīng)過(guò)fir濾波器后他們的時(shí)間差不變。下面主要介紹前兩個(gè)函數(shù)的使用。 ，如巴特沃斯、契比雪夫和橢圓濾波器等，有現(xiàn)成的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)或圖表可查，其設(shè)計(jì)工作量比較小，對(duì)計(jì)算工具的要求不高。第三章 IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)過(guò)程及方法 IIR數(shù)字濾波器的基本特點(diǎn) 。,最小阻帶衰減為44，濾波器長(zhǎng)度為67，符合設(shè)計(jì)要求。 axis([0 1 100 10]), grid。 ylabel(′h(n)′)?！ label(’wd(n)’)。 title(’理想沖擊響應(yīng)’), axis([0 M1 ])?！ isp([’實(shí)際通帶波動(dòng)為’,num2str(Rp)])。 %求漢寧窗函數(shù) h=hd*w_han?！ =0:M1?！ ˇ豷=*π。（下圖是否能通過(guò)仿真完成？） 低通濾波器的設(shè)計(jì)用窗函數(shù)設(shè)計(jì)低通濾波器，性能指標(biāo)如下：通帶截止頻率ωp=，阻帶截止頻率ωs=，實(shí)際通帶波動(dòng)Rp=,最小阻帶衰減As=40dB。 xlabel(’以π為單位的頻率’)?！ lot(ω/π,db)?！ xis([0 M1 ])?！ label(’wd(n)’)?！ ubplot(2,2,2)?！ tem(n,hd)?！ ?以下為作圖程序 As=round(max(db(1:1:ωs/delta_ω+1)))。 %設(shè)計(jì)的脈沖響應(yīng)為理想脈沖響應(yīng)與窗函數(shù)乘積 [db,mag,pha,grd,ω]=freqz_m(h,[1])?！? w_kai=(kaiser(M,beta))’。 按凱澤窗計(jì)算濾波器長(zhǎng)度 disp([’濾波器的長(zhǎng)度為’,num2str(M)])。 分析：從表1可以看出凱澤窗能提供74dB的最小阻帶衰減，所以選用凱澤窗進(jìn)行設(shè)計(jì)，程序主要部分如下： As=70。 根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，給定的濾波器指標(biāo)參數(shù)一般為通帶截止頻率ωp、阻帶截止頻率ωs、實(shí)際通帶波動(dòng)Rp和最小阻帶衰減As。wd。從ω=0到ω=2π采樣N點(diǎn)，采用離散傅里葉反變換(IDFT)即可求出。原則是在保證阻帶衰減滿足要求的情況下，盡量選擇較小的N。窗函數(shù)類型可根據(jù)最小阻帶衰減AS獨(dú)立選擇，因?yàn)榇翱陂L(zhǎng)度N對(duì)最小阻帶衰減AS沒(méi)有影響。 窗函數(shù)設(shè)計(jì)法的步驟窗函數(shù)設(shè)計(jì)法是一種通過(guò)截短和計(jì)權(quán)的方法使無(wú)限長(zhǎng)非因果序列成為有限長(zhǎng)脈沖響應(yīng)序列的設(shè)計(jì)方法。FIR的突出優(yōu)點(diǎn)是：系統(tǒng)總是穩(wěn)定的、易于實(shí)現(xiàn)線性相位、允許設(shè)計(jì)多通帶（或多阻帶）濾波器，但與IIR相比，在滿足同樣阻帶衰減的情況下需要的階數(shù)較高。FIR濾波器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)分節(jié)的延遲線，把每一節(jié)的輸出加權(quán)累加，便得到濾波器的輸出?！ ATLAB是一種面向科學(xué)和工程計(jì)算的語(yǔ)言，它集數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、信號(hào)處理和圖形顯示于一體，具有編程效率高、調(diào)試手段豐富、擴(kuò)充能力強(qiáng)等特點(diǎn)。 隨著信息時(shí)代的到來(lái)，數(shù)字信號(hào)處理已經(jīng)成為當(dāng)今一門極其重要的學(xué)科和技術(shù)，并且在通信、語(yǔ)音、圖像、自動(dòng)控
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