基于matlab的低通濾波器的設計-閱讀頁
2025-07-12 18:29本頁面
【正文】 的濾波器是否達到了設計要求。(2)進一步熟悉低通濾波器的基本應用。(6)將對仿真結果進行比較，從而檢驗濾波器濾波性能的準確性。t=0:1/fs:1。 wp=2*30/fs。Rp=1。subplot(311)。title(39。)。[B,A]=butter(N,wc)。y=filter(B,A,x)。plot(W,abs(H))。低通濾波器39。subplot(313)。30Hz39。： 用matlab濾波前后的信號波形變化： 由技術指標得：設計的巴特沃斯低通數(shù)字濾波器為30Hz以內的信號能通過，而高于30Hz的信號將通不過濾波器。使其通過設計好的巴特沃斯低通數(shù)字濾波器，來驗證設計好的巴特沃斯低通數(shù)字濾波器是否準確。而通過低通濾波器后信號只剩下一個，即周期為1/，, 幅度為1，和輸入信號中的sin(2*π*20*t)分量相差不大，但其頻率稍微有些失真，說明了設計的低通濾波器達到了要求。在該環(huán)境中，無需大量書寫程序，而只需要通過簡單直觀的鼠標操作，就可構造出復雜的系統(tǒng)。同時有大量的第三方軟件和硬件可應用于或被要求應用于Simulink。Digital Filter Design的設置如圖三所示，其設置的為巴特沃斯低通數(shù)字濾波器，Scope為輸入信號，其幅度略大于五，頻率為100Hz，與輸入信號x=sin(2*π*20*t)+2*sin(2*π*100*t)+5*sin(2*π*200*t)的幅度8，頻率200Hz有較大差距，說明失真較嚴重存在不小的信號衰減，而Scope1（）為濾波后的信號，頻率為20Hz，與輸入信號中的sin(2*π*20*t)相當，說明有噪聲干擾，但也基本達到了設計要求。巴特沃斯低通數(shù)字濾波器的比較，用matlab設計的濾波器過渡帶較窄，而用Simulink設計的濾波器過渡帶較大，仿真結果和matlab相比效果較差，用matlab設計的濾波器與理論值差距較小，濾波效果更好。 綜述，用Simulink設計的濾波器的輸入信號與濾波后信號均存在5s的延遲，說明了加法器的處理速度較慢，而用matlab設計的濾波器不存在此現(xiàn)象。個人認為，用matlab設計的巴特沃斯低通數(shù)字濾波器濾波效果較好。同時，也告訴我們，任何理論結果要轉換成實際應用，均要進行一定的優(yōu)化，使其達到實際的應用要求。它能夠有效的對數(shù)字信號進行過濾，過濾多數(shù)字信號中的干擾和多余成分，能夠保證通信過程的正常實現(xiàn)。根據(jù)給定的數(shù)字數(shù)字濾波器的技術指標，先設計過渡模擬濾波器得到系統(tǒng)函數(shù)Ha(s),然后將Ha(s)采用雙線性變換法轉換成數(shù)字濾波器的系統(tǒng)函數(shù)H（z）。然后根據(jù)數(shù)字濾波器的系統(tǒng)函數(shù)，編寫程序，分別運用matlab和Simulink仿真工具對設計的巴特沃斯低通數(shù)字濾波器進行了仿真。并且設計了驗證實驗。仿真結果與理論結果進行觀察比較，判定所設計的濾波器符合要求。因為學過數(shù)字信號處理這門課，但這只是理論知識，通過實驗我們才能真正理解其意義。在設計過程中，我們遇到了由于理論知識的忘記、總體輪廓的設計、編程過少導致的不熟練、軟件尤其是Simulink模塊運用不熟練等問題，但是經(jīng)過我們的思考討論和翻閱相關資料，最終這些問題得到了解決，設計出了符合標準的濾波器并通過相關信號進行了驗證。附錄 參考文獻【1】高西全、丁玉美 《數(shù)字信號處理（第三版）》 西安電子科技大學出版社【2】劉波、文忠 《MATLAB信號處理》 電子工業(yè)出版社【3】樊昌信 《通信原理（第六版）》 國防工業(yè)出版社【4】劉學勇 《詳解MATLAB/Simulink通信系統(tǒng)建模與仿真》
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