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用双线性变换法设计原型低通为切比雪夫I型地数字IIR低通滤波器

来源:用户分享 时间:2025/5/29 7:13:38 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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实用标准文案

归一化截止角频率wp=2pi*Fs/Ft; ws=2pi*Fs/Ft

(7)利用模拟切比雪夫滤波器设计数字滤波器。通带截止频率为:wp=0.4*pi; 阻带截止频率为:ws=0.5*pi;通带最大衰减为:Rp=1;阻带最大衰减为:As=15;设定周期为1s;模拟低通滤波器的生成:[b,a]=cheby1(n,1,Wn,'low','s'); 满足设计指标的最小阶数n和截止频率为:

Wn[n,Wn]=cheb1ord(OmegaP,OmegaS,1,40,'s')。最后实现输入输出、幅频特性、相频特性的图形,理论结合实验对比分析,得出心得体会。

3 运行环境:

PC机,windows2000及其以上,matlab软件。

Matlab一个高级的矩阵/阵列语言,它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步,也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序(M文件)后再一起运行。使之更利于非计算机专业的科技人员使用。而且这种语言可移植性好、可拓展性极强。

MATLAB是一个包含大量计算算法的集合。其拥有600多个工程中要用到的数学运算函数,可以方便的实现用户所需的各种计算功能。函数中所使用的算法都是科研和工程计算中的最新研究成果,而前经过了各种优化和容错处理。MATLAB的这些函数集包括从最简单最基本的函数到诸如矩阵,特征向量、快速傅立叶变换的复杂函数。函数所能解决的问题其大致包括矩阵运算和线性方程组的求解、微分方程及偏微分方程的组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以及建模动态仿真等。

4 开发工具和编程语言:

MATLAB 软件,编程语言为DSP设计语言。

5 详细设计:

%实验设计程序如下:

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clf;

ft=2000;fp=400;fs=500; wp=2*pi*fp/ft;ws=2*pi*fs/ft; omegp=tan(wp/2);omegs=tan(ws/2); omega=1;omegb=omegp/omegs;

[n,wn]=cheb1ord(omega, omegb, 1, 40,'s'); [b,a] = cheby1(n,1, wn, 's'); [num,den]=bilinear(b,a,0.5); [z,p,k]=tf2zp(num,den); [h,w]=freqz(num,den,256); g = 20*log10(abs(h)); figure(1) subplot(2,1,1); plot(w/pi,g);grid on; axis([0 1 -60 1]);

xlabel('频率,Hz'); ylabel('增益,title('切比雪夫1型低通滤波器'); subplot(2,1,2); zplane(z,p);

xlabel('z'); ylabel('p'); title('传输零极点'); f1=300,f2=600; n=0:600; t=n/10000;

x1=sin(2*pi*f1*t); x2=sin(2*pi*f2*t); x=x1+x2; figure(2) subplot(2,2,1); plot(x1);grid on;

文档

dB'); 实用标准文案

axis([0,50*pi,-3,3]); xlabel('t');ylabel('x1'); title('x1的波形'); subplot(2,2,2); plot(x2);grid on; axis([0,50*pi,-3,3]); xlabel('t');ylabel('x2'); title('x2的波形'); subplot(2,2,3); plot(x);grid on; axis([0,50*pi,-3,3]); xlabel('t');ylabel('x'); title('输入x的波形'); y=filter(num,den,x); subplot(2,2,4) plot(y);grid on; axis([0,50*pi,-3,3]); xlabel('t');ylabel('y'); title('滤波器输出y的波形');

6 调试分析:

编写程序有一定难度,调试是不断出错,更多的错误是:函数未定义,函数功能调用错误等,不过经过耐心的学习,最终还是调试除了比较理想的结果,如有不妥,还望指正。调试好后,发现没有输入的x1、与x2波形,才知道我们编程的时候,忘记了将其实现。最后我们又编程实现了此功能,见后文。

7 测试结果:

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图三 实验程序截图

运行结果如下:

图四 切比雪夫1型低通滤波器及其传输零极点

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