基于matlab的濾波器的設(shè)計與仿真-文庫吧資料
2025-07-03 18:34本頁面
【正文】 波器,再通過脈沖響應(yīng)不變法或者雙線性變化法轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字濾波器；二是先選擇一種最優(yōu)準(zhǔn)則，如最小均方誤差準(zhǔn)則，再在此準(zhǔn)則下求出濾波傳輸函數(shù)的系數(shù)。在 MATLAB 環(huán)境下，數(shù)字濾波器的設(shè)計已經(jīng)變得非常簡單和高效率，而且 FIR 濾波器的沖激響應(yīng)是有限長序列，其系統(tǒng)函數(shù)為一個多多項式，它所含的極點多為原點，所以 FIR 濾波器是穩(wěn)定的。在實際應(yīng)用中，如果需要對某一信號源進(jìn)行特定的濾波，并要檢測濾波效果，應(yīng)用傳統(tǒng)方法比較繁瑣。 程序執(zhí)行的結(jié)果如下圖所示：6濾波器幅頻特性相頻特性 濾波前后的波形FIR 的沖激響應(yīng)從濾波效果圖看,所設(shè)計的濾波器基本消除了噪聲和干擾的影響,客觀的得出真實信號。程序運行后得到的結(jié)果如圖 1 所示。grid。title(‘幅度響應(yīng)/dB’)。subplot(2,2,4)。xlabel(’n’)。title(‘實際脈沖響應(yīng)’)。subplot(2,2,3)。subplot(2,2,2):stem(n,w_kai):5title(‘凱澤窗’):axis([0,M1 0 ])。axis([0,Ml 0,4 ])。stem(n,hd)。subplot(l,l,l)。As=round(max(db(l:l:ws/delta_w+l)))。Rp=(min(db(wp/delta_w+l:l:501)))。[db,mag,pha,grd,w]=freqz_m(h,[1])。wc=(ws+wp)/2:hd=ideal_lp(pi,M)ideal_lp(wc,M)。n=【0:l:Ml]:disp([‘線性相位斜率為 ’,num2str(beta)])。disp([‘濾波器的長度為 ’,num2str(M)])。tr_width=wpws。ws=*Pi。4 本設(shè)計數(shù)字濾波器的性能指標(biāo)為： ， ，???? ?，要求用窗函數(shù)設(shè)計一個高通濾波器。 FIR 濾波器的設(shè)計方法有窗函數(shù)法、最優(yōu)化設(shè)計法及約束最小二乘逼近法。根據(jù)這個描述就可以分析其頻率特性和相位特性，以驗證設(shè)計結(jié)果是否滿足指標(biāo)要求；或者利用計算機仿真實現(xiàn)設(shè)計的濾波器，再分析濾波結(jié)果來判斷。這是濾波器設(shè)計所要研究的主要問題。因此指標(biāo)的形式一般在頻域中給出幅度和相位響應(yīng)。4 設(shè)計方案 數(shù)字濾波器設(shè)計的基本步驟 確定指標(biāo) 在設(shè)計一個濾波器之前，必須首先根據(jù)工程實際的需要來確定濾波器的技術(shù)指標(biāo)。此事系統(tǒng)的輸出僅與輸入有關(guān)。一個線性時不變數(shù)字濾波器可以用常系數(shù)線性差分方程表示為3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(shù)。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(yīng)也必然是離散的，這種濾波器稱之為數(shù)字濾波器。M 文件可以通過任何純文本編輯器進(jìn)行編輯，MATLAB 也自帶有文本編輯器，使用 “edit”命令即可開啟。M 文件有兩種形式，一種是腳本文件，另一種是函數(shù)文件。 Analysis Tool）實現(xiàn)。MATLAB 的信號處理工具箱包含了各種經(jīng)典的和現(xiàn)代的數(shù)字信號處理技術(shù)，是一個非常優(yōu)秀的算法研究和輔助設(shè)計的工具。 MATLAB 的信號處理工具箱提供了豐富而簡便的設(shè)計、實現(xiàn) IIR 和 FIR 的方法，使原來煩瑣的程序設(shè)計簡化成函數(shù)的調(diào)用，特別是濾波器的表達(dá)方式和濾波器形式之間的相互轉(zhuǎn)換顯得十分簡便，為濾波器的設(shè)計和實現(xiàn)開辟了一片廣闊的天地。MATLAB 功能強大、簡單易學(xué)、編程效率高，深受廣大科技工作者的歡迎。隨著其版本的不斷提高，各種工具箱的擴充和完善，MATLAB 的功能越來越強大，從而被廣泛應(yīng)用于仿真技術(shù)、自動控制和數(shù)字信號處理等領(lǐng)域。該軟件包括：數(shù)值分析、矩陣計算、數(shù)字信號處理、建模和系統(tǒng)控制等應(yīng)用程序。2 關(guān)于 MATLAB MATLAB 是 Matrix Laboratory（矩陣實驗室）的縮寫。 數(shù)字濾波器在數(shù)字信號處理的各種應(yīng)用中發(fā)揮著十分重要的作用，任何數(shù)字系統(tǒng)都可看成一個數(shù)字濾波器，因此數(shù)字濾波器的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。這種濾波器主要有維納濾波器、卡爾曼濾波器、自適應(yīng)濾波器等 [10]。濾波器的濾波原理就是根據(jù)信號與噪聲占據(jù)不同的頻帶，將噪聲的頻率放在濾波器的阻帶中而由于阻帶的響應(yīng)為零，這樣就濾去了噪聲。模擬濾波器和數(shù)字濾波器的概念相同，只是信號的形式和實現(xiàn)濾波的方法不同。 FIR11 引言理想濾波器就是一個讓輸入信號中的某些有用頻譜分量無任何變化的通過，同時又能完全抑制另外那些不需要的成分的具有某種選擇性的器件、網(wǎng)絡(luò)或計算機硬件支持的計算程序。關(guān)鍵詞：MATLAB；IIR；FIRiiiAbstractThe digital filter is a discrete
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