基于matlab的低通濾波器的設計(參考版)
2025-06-30 18:29本頁面
【正文】 經(jīng)過這次的課程設計，使我們發(fā)現(xiàn)了自己的一些不足，為我們在今后的學習和生活中注意改進自己的不足，我們會更加努力，學習好我們的專業(yè)知識并注重運用到實際，克服自己的不足；同時，讓我們有機會將自己學到的理論知識運用到實際中，克服了只學習理論的枯燥和乏味，提高了自己的動手能力、思維能力和學習的積極性，同時，鍛煉了我們的團隊協(xié)作能力，為我們今后的工作或考研，都提供了不小的幫助，讓我們受益匪淺。同時，進行matlab軟件及Simulink硬件仿真，用兩種方法將其設計出來。經(jīng)過本次課程設計，讓我們熟悉了巴特沃斯低通數(shù)字濾波器的基本知識和MATLAB的m語言及其相關模塊Simulink的應用，把課上的理論知識運用到實際中去，更近一步地鞏固了課堂上所學的理論知識，并能很好地理解與掌握數(shù)字信號處理中的基本概念、基本原理、基本分析方法。對一個由多個信號合成的數(shù)字信號進行編程，讓其通過讓所設計的濾波器。經(jīng)過幾次調試和對產生的仿真結果的分析，得到了在誤差允許范圍之內的低通數(shù)字濾波器。在這個變換的過程中避免了頻率的混疊現(xiàn)象。本次實驗設計選擇了在通信系統(tǒng)中最常用，也是最基礎的巴特沃斯低通數(shù)字濾波器。 數(shù)字濾波器是一種對數(shù)字信號進行濾波處理以得到期望的響應特性的離散時間系統(tǒng)。對設計結果與理論值的比較，其均存在一定的誤差，從側面說明對于任何實驗結果，在一定范圍內的誤差是允許的，其與理論值均有一定的誤差，這是不可避免的，其中的原因多種多樣，如實驗設計不合理，外界因素的干擾，信號衰減......對于這些，我們只能通過不斷改進設計原理、優(yōu)化設計步驟等措施來減小誤差。從濾波效果來看，用matlab設計的濾波器效果較好，其雖存在頻率誤差，但影響不大，而用Simulink設計的濾波器頻率雖不失真，但存在較大的外界干擾。輸出信號的比較用matlab濾波后的信號比理論信號在1秒內大了1/4個周期，效果不錯，而用Simulink濾波后的信號周期沒變，但濾波器控制不了幅度，幅度的變化說明存在外界干擾，說明噪聲較大，但從濾波效果來看也達到了設計要求。 Digital Filter Design 輸入信號的波形 輸入信號的波形 濾波后的信號： 輸入信號的比較用Simulink出來的信號干擾較大，失真較嚴重，說明存在外界干擾，導致信號衰減，而用matlab出來的信號較好，干擾可以忽略。 用Simulink硬件仿真的原理圖 Simulink波形圖分析圖中Sine Wave為正弦波，函數(shù)分別為sin(2*π*20*t)、2*sin(2*π*100*t)和5*sin(2*π*200*t)；三個加號的為求和函數(shù)；Digital Filter Design為巴特沃斯低通數(shù)字濾波器，；而Scope為三個信號相加后的波形（、），用來觀察輸入信號；Scope1為經(jīng)過巴特沃斯低通數(shù)字濾波器后的波形（），用來觀察濾波效果。Simulink具有適應面廣、結構和流程清晰及仿真精細、貼近實際、效率高、靈活等優(yōu)點，并基于以上優(yōu)點Simulink已被廣泛應用于控制理論和數(shù)字信號處理的復雜仿真和設計。Simulink是Matlab最重要的組件之一，是MATLAB中的一種可視化仿真工具， 是一種基于MATLAB的框圖設計環(huán)境，是實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個軟件包它提供一個動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。 ，輸入信號為x=sin(2*π*20*t)+2*sin(2*π*100*t)+5*sin(2*π*200*t)，其圖形在1秒內重復了20次，故其頻率為20Hz，
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