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  • 模拟和数字低通滤波器的MATLAB实现

    低通滤波器参数:Fs=8000,fp=2500,fs=3500,Rp=1dB,As=30dB,其他滤波器可以通过与低通之间的映射关系实现。



    %%模拟滤波器

    %巴特沃斯——滤波器设计

    wp=2*pi*2500;ws=2*pi*3500;Rp=1;As=30;

    [N,wc]=buttord(wp,ws,Rp,As,'s')%计算率波器的阶数和3dB截止频率

    [B,A]=butter(N,wc,'s');%计算滤波器系统函数分子分母多项式

    fk=0:800/512:8000;wk=2*pi*fk;

    Hk=freqs(B,A,wk);

    figure

    plot(fk/1000,20*log10(abs(Hk)));

    grid on,xlabel('频率(kHz)'),ylabel('幅度(dB)')

    title('巴特沃斯模拟滤波器')

    axis([0,4,-35,5])

    模拟和数字低通滤波器的MATLAB实现

    %%

    %切比雪夫I——滤波器设计

    wp=2*pi*2500;ws=2*pi*3500;Rp=1;As=30;

    [N1,wp1]=cheb1ord(wp,ws,Rp,As,'s')%计算切比雪夫滤波器的阶数和通带边界频率

    [B1,A1]=cheby1(N1,Rp,wp1,'s');%计算滤波器系统函数分子分母多项式

    fk=0:800/512:8000;wk=2*pi*fk;

    Hk=freqs(B1,A1,wk);figure,

    plot(fk/1000,20*log10(abs(Hk)));

    grid on,xlabel('频率(kHz)'),ylabel('幅度(dB)')

    title('切比雪夫I模拟滤波器')

    axis([0,4,-35,5])

    %%

    模拟和数字低通滤波器的MATLAB实现



    %切比雪夫II——滤波器设计

    wp=2*pi*2500;ws=2*pi*3500;Rp=1;As=30;

    [N2,wso]=cheb2ord(wp,ws,Rp,As,'s')%计算切比雪夫滤波器的阶数和通带边界频率

    [B2,A2]=cheby2(N1,Rp,wso,'s');%计算滤波器系统函数分子分母多项式

    fk=0:800/512:8000;wk=2*pi*fk;

    Hk=freqs(B1,A1,wk);figure,

    plot(fk/1000,20*log10(abs(Hk)));

    grid on,xlabel('频率(kHz)'),ylabel('幅度(dB)')

    title('切比雪夫II模拟滤波器')

    axis([0,4,-35,5])

    模拟和数字低通滤波器的MATLAB实现

     %%

    %椭圆——滤波器设计

    wp=2*pi*2500;ws=2*pi*3500;Rp=1;As=30;

    [N,wpo]=ellipord(wp,ws,Rp,As,'s')%计算滤波器的阶数和通带边界频率

    [B,A]=ellip(N,Rp,As,wpo,'s');%计算滤波器系统函数分子分母多项式

    fk=0:800/512:8000;wk=2*pi*fk;

    Hk=freqs(B1,A1,wk);figure,

    plot(fk/1000,20*log10(abs(Hk)));

    grid on,xlabel('频率(kHz)'),ylabel('幅度(dB)')

    axis([0,4,-35,5]),title('椭圆模拟滤波器')

    模拟和数字低通滤波器的MATLAB实现

     %%

    %数字滤波器

    %脉冲响应法滤波器设计

    fp=2500;fs=3500;Fs=8000;

    wp=2*fp/Fs;ws=2*fs/Fs;%求归一化数字通带截止频率,求归一化数字阻带起始频率 

    deltaw=ws-wp;%求过渡带宽

    N0=ceil(6.6/deltaw);%求窗口长度

    N=N0+mod(N0+1,2); %确保窗口长度 N为奇数 

    n=N-1;%求出滤波器的阶数 n 

    wn=(ws+wp)/2; %求滤波器的截止频率 

    b=fir1(n,wn)%利用 fir1 函数求出滤波器的系数

    [Hk,w] = freqz(b,1);                     %  计算频率响应 

    mag = abs(Hk);                         %  求幅频特性

    db = 20*log10(mag/max(mag));           %  化为分贝值 

    dw =pi/512; %关于pi归一化

    Rp = -(min(db(1:wp*pi/dw+1)))            %  检验通带波动 

    As = -(max(db(ws*pi/dw+1:512)))         %  检验最小阻带衰减 

    figure,plot(0:pi/511:pi,db),grid on

    axis([0,4.0,-80,5]),title('数字滤波器——脉冲响应法')

    %%

    模拟和数字低通滤波器的MATLAB实现

    %fir1窗函数法

    fp=2500;fs=3500;Fs=8000;rs=30;

    wp=2*fp*pi/Fs;ws=2*fs*pi/Fs;%求归一化数字通带截止频率,求归一化数字阻带起始频率 

    Bt=ws-wp;%求过渡带宽

    alpha=0.5842*(rs-21)^0.4+0.07886*(rs-21);%计算kaiser窗的控制参数

    M=ceil((rs-8)/2.285/Bt);%求出滤波器的阶数

    wc=(ws+wp)/2/pi; %求滤波器的截止频率并关于pi归一化 

    hk=fir1(M,wc,kaiser(M+1,alpha))%利用 fir1 函数求出滤波器的系数

    [Hk,w] = freqz(hk,1);                     %  计算频率响应 

    mag = abs(Hk);                         %  求幅频特性

    db = 20*log10(mag/max(mag));           %  化为分贝值 

    db1=db';

    figure,plot(0:pi/511:pi,db1),grid on

    axis([0,4.0,-80,5]),title('数字滤波器——fir1窗函数法')

    %%

    模拟和数字低通滤波器的MATLAB实现

    %频率采样法

    fp=2500;fs=3500;Fs=8000;rs=30;

    wp=2*fp*pi/Fs;ws=2*fs*pi/Fs;%求归一化数字通带截止频率,求归一化数字阻带起始频率 

    Bt=ws-wp;%求过渡带宽

    m=1;alpha=0.5842*(rs-21)^0.4+0.07886*(rs-21);%计算kaiser窗的控制参数

    N=ceil(m+1)*2*pi/Bt;%求出滤波器的阶数

    N=N+mod(N+1,2);

    Np=fix(wp/(2*pi/N));

    Ns=N-2*Np-1;

    Hk=[ones(1,Np+1),zeros(1,Ns),ones(1,Np)];

    wc=(ws+wp)/2/pi; %求滤波器的截止频率并关于pi归一化 

    hk=fir1(M,wc,kaiser(M+1,alpha))%利用 fir1 函数求出滤波器的系数

    [Hk,w] = freqz(hk,1);                     %  计算频率响应 

    mag = abs(Hk);                         %  求幅频特性

    db = 20*log10(mag/max(mag));           %  化为分贝值 

    db1=db';

    figure,plot(0:pi/511:pi,db1),grid on

    axis([0,4.0,-80,5]),title('数字滤波器——频率采样法')

    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

    模拟和数字低通滤波器的MATLAB实现

    %%

    %利用等波纹最佳逼近法设计FIR数字滤波器

    Fs=8000;f=[2500,3500];m=[1,0];

    rp=1;rs=30;

    delta1=(10^(rp/20)-1)/(10^(rp/20)+1);delta2=10^(-rs/20);

    rip=[delta1,delta2];

    [M,fo,mo,w]=remezord(f,m,rip,Fs);%边界频率为模拟频率时必须加入采样频率

    M=M+1;%估算的M直达不到要求,家1后满足要求

    hn=remez(M,fo,mo,w);

    [Hk,w] = freqz(hn,1);                     %  计算频率响应 

    mag = abs(Hk);                         %  求幅频特性

    db = 20*log10(mag/max(mag));           %  化为分贝值 

    db1=db';

    figure,plot(0:pi/511:pi,db1),grid on

    axis([0,4.0,-80,5]),title('数字滤波器——等波纹最佳逼近法')

    模拟和数字低通滤波器的MATLAB实现

     转载:http://blog.sina.com.cn/s/blog_79ecf6980100vcrf.html

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