matlab濾波器設(shè)計(jì)-IIR濾波器的設(shè)計(jì)與仿真
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3.2 程序設(shè)計(jì)法
在MATLAB中，對(duì)各種濾波器的設(shè)計(jì)都有相應(yīng)的計(jì)算振幅、相位和沖激響應(yīng)的函數(shù)，可以用來(lái)做濾波器程序設(shè)計(jì)。
上例的IIR濾波器的沖激響應(yīng)可用程序設(shè)計(jì)如下：
%ehebyshevl bpf
n=10; %階數(shù)為10
Rp=0.5; %幅值衰減為0.5
Wn[100 200]/500；
[b,a]=chebyl(n,Rp,wn);
[y,t]impz(b,a,101);
stem(t,y,'.');
在MATLAB環(huán)境下運(yùn)行該程序即可得到濾波器的時(shí)域沖激響應(yīng)。由于篇幅所限，這里不再詳述源程序。
3.3設(shè)計(jì)實(shí)例分析
由圖1(a)可知，這種濾波器在100-200Hz的通帶范圍內(nèi)是等波紋的，而在阻帶中是單調(diào)的，這是Chebyshev I濾波器的幅頻特性。由圖1(b)可知，在100-200Hz的范圍內(nèi)相移較小，其曲線近似一條直線，失真較??；當(dāng)頻率超過(guò)這一范圍時(shí)，相移較大，而且其曲線是非直線的，所以失真也較大。圖1(c)得到了Chebyshev I濾波器的時(shí)域沖激響應(yīng)，在5ms-100ms有沖激響應(yīng)，超過(guò)這一范圍的沖激響應(yīng)近似為零，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了Chebyshev I帶通
濾波器的設(shè)計(jì)。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/150648.htm
4 Simulink仿真
4.1 Simulink仿真實(shí)例
通過(guò)調(diào)用Simulink中的功能模塊，可以構(gòu)成數(shù)字濾波器的仿真框圖。在仿真過(guò)程中，雙擊各功能模塊，隨時(shí)改變參數(shù)，獲得不同狀態(tài)下的仿真結(jié)果。例如原始信號(hào)x(t)=2sin(0.05wt)+w(t)，w(t)為隨機(jī)信號(hào)，幅值為0.2，通過(guò)一傳遞函數(shù)為H(z)=0.15/(1-0.8z-1)的濾波器可得到如圖2的仿真結(jié)果。其中仿真過(guò)程中可導(dǎo)入FDATool所設(shè)計(jì)的濾波器文件。
4.2 仿真分析
比較圖2中(b)和(c)的波形可知，輸入的原始信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波器濾波后，(b)中波形的毛刺部分(即干擾噪聲)被濾除，輸出的信號(hào)更接近正弦波，如(c)中所示波形。由此說(shuō)明，傳遞函數(shù)為H(z)=0.15/(1-0.8z-1)的濾波器的設(shè)計(jì)是恰當(dāng)?shù)摹?/p>
5 結(jié)論
利用MATLAB的強(qiáng)大運(yùn)算功能，基于MATLAB的信號(hào)處理工具箱(Signal Processing Toolbox)的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)法可以快速有效地設(shè)計(jì)由軟件組成的常規(guī)數(shù)字濾波器，設(shè)計(jì)方便、快捷，大大減輕了工作量。在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以對(duì)比濾波器特性。隨時(shí)更改參數(shù)，以達(dá)到濾波器設(shè)計(jì)的最優(yōu)化。利用MATLAB設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器在數(shù)字通信系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域信號(hào)處理中，有著廣泛的應(yīng)用前景,可關(guān)注。
評(píng)論