畢業論文)基于matlab的高階帶通濾波器的設計與仿真-資料下載頁

【導讀】完成時間：2020年5月

　　

【正文】 該種方法采用等波紋切比雪夫逼近準則來實現， MATLAB 程序如下： W1=100。 W2=200。 rp=1。 rs=30。 Fs=1000。 %數字濾波器的各項指標； WP=[100,200]。 WS=[50,250]。 [N,Wn]=cheb1ord(WP/(Fs/2),WS/(Fs/2),rp,rs)。 %Chebyshev I 型濾波器參數計算（數字域）； [P,Q]=cheby1(N,rp,Wn,39。bandpass39。)。%創建 Chebyshev 帶通濾波器； figure(1)。 freqz(P,Q)。 %顯示產生濾波器的幅頻及相頻曲線； [H,W]=freqz(P,Q)。 figure(2)。 plot(W*Fs/(2*pi),abs(H))。 grid。 xlabel(39。頻率 /Hz39。)。 ylabel(39。幅度 39。)。 仿真結果如圖 圖 11 所示。 圖 10 頻率特性 圖 11 幅度特性 4 利用 Simulink 對帶通濾波器的實現 將上述設計的帶通濾波器進行仿真，如圖 12 構建好仿真圖，單機三個信號源，采 樣頻率 frequency 分別設置為 100、 500、 900HZ， sample time 為 2020HZ。濾波器設置如圖 13。 圖 12 帶通濾波器的仿真圖 圖 13 濾波器的參數設置 Scope1 產生的波形為圖 14。 圖 14 混合波形 Scope 產生的波形為圖 15。 圖 15 經過導通濾波器后的波形 結論 同樣是設計一個 FIR 帶通數字濾波器， 綜合分析 可以看出： （ 1）窗函數法在階數較低時，阻帶特性不滿足設計要求，只有當濾波器階數較高時，可以達到阻帶衰耗要求； （ 2）頻率采樣法偏離設計指標最明顯，阻帶衰減最小，而且設計比采用窗函數法復雜。只有適當選取過渡帶樣點值，才會取得較好的衰耗 特性； （ 3）利用等波紋切比雪夫逼近法則的設計可以獲得最佳的頻率特性和衰耗特性，具有通帶和阻帶平坦，過渡帶窄等優點。 綜上所述， FIR 濾波器很容易實現具有嚴格線性相位的系統 , 使信號經過處理后不產生相位失真 ,舍入誤差小 ,而且穩定，因此越來越受到廣泛的重視。 MATLAB 軟件的誕生 , 使數字信號處理系統的分析與設計得簡單 ,它已經成為電子工程師必備的一個工具軟件。 參考文獻 [1] 陳懷琛， MATLAB 在電子信息課程中的應用（第二版），電子工業出版社， 2020. [2] 郭仕劍， 數字信號處理 人民郵電出版社， 2020. [3] 張亞妮，基于 MATLAB 的數字濾波器設計 [J].遼寧工程技術大學學報 ,2020,24(5):716718. [4] 張志涌 .精通 MATLAB 版教程 .北京：北京航空航天大學出版社， . [5] 杜武林 .高頻電路原理與分析 [M].西安：西安電子科技大學出版社， . [6] 張德豐 .MATLAB/Simulink 建模與仿真 .北京：電子工業出版社， . [7] 鄧華 .MATLAB 通信仿真及應用實例詳解 [ M ].北京：人民郵電出版社 ， 2020. [8] 杜武林 .高頻電路原理與分析 [M].西安：西安電子科技大學出版社， . [9] 鄭君里 .信號與系統 .第三版 .北京：高等教育出版社， . [10] 徐立民 .基于 MATLAB 的信號與系統實驗教程 .北京：清華大學出版社， . [11] 張明照 ， 劉政波 ， 劉斌 . 應用 MATLAB 實現信號分析和處理 .北京：科學出版社， . [12] 李杰 ， 張猛 ， 邢笑雪 ，等 .信號處理 MATLAB 實驗教程 .北京：北京大學出版社， . [13] 吳大正 .信號與線性系統分析 .第四版 .北京：高等教育出版社， . [14] 甘俊英，胡異丁 .基于 MATLAB 的信號與系統實驗指導 .北京：清華大學出版社， . [15] Haykin Adaptive Filtering： Volume II， Blind Deconvolution First [16] 陳希林 ,肖明清 .一種 LabWindows/CVI 與 MATLA 混合編程的實現方法 [J].微計算機信息 ,2020,1:4345. 附錄 wsl=*pi。 %低阻帶邊緣 wsl=*pi。 %低阻帶邊緣 wpl=*pi。 %低通帶邊緣 wph=*pi。 %高通帶邊緣 delta=(wplwsl)。 %過度帶 M=ceil(2*pi*3/delta)。 %抽樣點數 al=(M1)/2。 wl=(2*pi/M)。 %抽樣間隔 k=0:M1。 T1=。 T2=。 %過渡帶樣本點 Hrs=[zeros(1,ceil(*pi/wl)+1),T2,T1,ones(1,ceil(*pi/wl)),T1,T2,zeros(1,ceil(34*pi/wl)),T2,T1,ones(1,ceil(*pi/wl)),T1,T2,zeros(1,ceil(*pi/wl)+1)]。 wdl=[0 1]。 k1=0:floor((M1)/2)。k2=floor((M1)/2)+1:M1。 angH=[al*(2*pi)/M*k1,al*(2*pi)/M*(Mk2)]。 H=Hrs.*exp(j*angH)。 h=real(ifft(H))。 %傅立葉反變換 figure(1)。 %沖擊響應圖 stem(k,h)。 title(39。impulse response39。)。 xlabel(39。n39。)。 ylabel(39。h(n)39。)。 grid。 figure(2)。 %幅頻曲線圖 Hf=abs(H)。 w=k*wl/pi。 plot(w,Hf,39。*b39。) axis([0 1 ])。 title(39。amplitude response39。)。 xlabel(39。frequency in pi units39。)。 ylabel(39。Hr(w)39。)。 set(gca,39。xtickmode39。,39。manual39。,39。xtick39。,wdl)。 set(gca,39。ytickmode39。,39。manual39。,39。ytick39。,[0 1])。 grid。 figure(3)。 fs=15000。 [c,f3]=freqz(h,1)。 f3=f3/pi*fs/2。 plot(f3,20*log10(abs(c)))。 title(39。頻譜特性 39。)。 xlabel(39。頻率 /HZ39。)。 ylabel(39。衰減 /dB39。)。 grid。 t=(0:100)/fs。 x=sin(2*pi*t*700)+sin(2*pi*t*3200)+sin(2*pi*t*6200)。 q=filter(h,1,x)。 [a,f1]=freqz(x)。 f1=f1/pi*fs/2。 [b,f2]=freqz(q)。 f2=f2/pi*fs/2。 figure(4)。 subplot(2,1,1)。 plot(f1,abs(a))。 title(39。輸入波形頻譜圖 39。)。 xlabel(39。頻率 39。)。 ylabel(39。幅度 39。)。 subplot(2,1,2)。 plot(f2,abs(b))。 title(39。輸出波形頻譜圖 39。)。 xlabel(39。頻率 39。)。 ylabel(39。幅度 39。)。 致謝 通過這次課程設計，我一方面在數字信號處理方面學到更深的知識，在濾波器仿真及 MATLAB 軟件應用方面也有了比較大的提高，培養了自己的自學能力，另一方面MATLAB 技術得到了進一步的掌握。但是從中我們學習到了如何對待遇到的困難，進一步培養了我們一絲 不茍的科學態度和不厭其煩的耐心 ， 這些進步在以后的工作學習中起到跟好的幫助。 對于能夠順利完成本次畢業設計 ，首先要非常感謝給我指導論文的 張大雷 老師，從開題、選題到 框架 設計和程序編寫，以及最后的 論文寫作，他耐心的給我指導。 另外我也要感謝我 室友和同學們 ，大家一起在實驗室里上網查閱資料，互相幫助。還要感謝學校和電氣信息工程學院提供了大量的書籍資源和實驗室資源。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進步，自己大學四年知識有所鞏固。在此向他們表示我由衷的謝意，并祝老師培養出越來越多的優秀人才，桃李滿天下。