2022年数字滤波器及切比雪夫滤波器matlab程序收集 .pdf

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1、数字滤波器及切比雪夫滤波器matlab 程序数字信号频谱理解数字信号没有固定的频率，应该首先规定一个抽样频率，即信号的最高频率fm 的二倍，然后求信号的频率。% 数字信号的频谱理解程序示例clear clc x = ones(1,100); for i = 1:2:99 x(i) = -1; end fs = 100; %规定抽样频率即规定信号的最高频率fm 的二倍X=fft(x,512); %信号的傅里叶变换返回512 个点两个周期即最高频率fs f=(0:255)/256*(fs/2); %画图只画到fm 即只画一个周期的频谱图plot(f,abs(X(1:256); % 频谱图xlabe

2、l(频率 (Hz); ylabel(幅值 ); title(信号频率 ); grid; Filter 和 impz 简介分别用 filter （滤波函数filter(b,a,x) ）及 impz 函数获取指定离散系统（b=0 0.5 0.3 0.2）,a=a=1 0.2 0.4 -0.8 ）的单位抽样响应； 用 freqz 函数获取系统的频率响应；分别用 root及 zplane 函数获取系统的零极点图及增益。程序代码：%E2_2_SignalProcess.m 文件源代码%Matlab 常用信号分析处理函数演示实例：编写一个M 文件，分别用filter 及 impz 函数获取指定离散系统%（

3、b=0.8 0.5 0.6 ，a=1 0.2 0.4 -0.8 ）的单位抽样响应；用freqz 函数获取系统的频率响应；分%别用 root 及 zplane 函数获取系统的零极点图及增益。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - L=128; %单位抽样序列的长度Fs=1000; %采样频率为1KHz b=0.8 0.5 0.6; %系统函数的分子系数向量a=1 0.2 0.4 -0.8; %系统函数的分母系数向量delt

4、a=1 zeros(1,L-1); % 生成长度为L 的单位抽样序列FilterOut=filter(b,a,delta); %filter函数获取单位抽样响应ImpzOut=impz(b,a,L); %impz 函数获取单位抽样响应h,f=freqz(b,a,L,Fs); %freqz 函数求频率响应mag=20*log(abs(h)/log(10); %幅度转换成dB 单位ph=angle(h)*180/pi; %相位值单位转换zr=roots(b) %求系统的零点，并显示在命令窗口pk=roots(a) %求系统的极点，并显示在命令窗口g=b(1)/a(1) %求系统的增益，并显示在命令

5、窗口%绘图figure(1); subplot(221);stem(FilterOut); title(filter() 获取单位抽样响应,fontsize,8); subplot(222);stem(ImpzOut); title(impz() 获取单位抽样响应,fontsize,8); subplot(223);plot(f,mag); xlabel(频率 (Hz),fontsize,8); ylabel(幅度 (dB),fontsize,8); title(freqz() 幅频响应 ,fontsize,8); subplot(224);plot(f,ph); xlabel(频率 (Hz)

6、,fontsize,8); ylabel(相位 (度),fontsize,8); title(freqz() 相频响应 ,fontsize,8); figure(2); freqz(b,a); % 用 feqz 函数绘制系统频率响应title(freqz() 自动绘制的频率响应图,fontsize,14); figure(3); zplane(b,a);%用 zplane 函数绘制系统零极点图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - -

7、- - - title(zplane() 自动绘制的系统零极点图,fontsize,14); 切比雪夫滤波器：注：freqs:频率响应函数频域滤波filter: 系统函数时域滤波N：滤波器阶数Wn：带宽Wp：通带截止频率Ws：阻带起始频率Rp：通带波纹Rs：阻带最小衰减切比雪夫 I 型滤波器设计及滤波程序实例程序：% 信号的产生clear; clc; f1=5; f2=15; f3=30; N=100; fs=60; %采样频率n=(0:N-1); %采样点数为N x1=sin(2*pi*f1*n/fs); x2=sin(2*pi*f2*n/fs); x3=sin(2*pi*f3*n/fs);

8、 %模拟信号转化为数字信号x=x1+x2+x3; %信号叠加% figure subplot(221); plot(n,x); %作出时间 -幅值图像xlabel(时间 (s); ylabel(幅值 ); title(时域信号波形 ); grid; % 低通滤波器设计Wp=8; 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - Ws=12; Rp=2; Rs=40; %设置指标参数N,wp1=cheb1ord(Wp/(fs/2),

9、Ws/(fs/2),Rp,Rs);%利用 cheb1ord 函数求滤波器最小阶数b,a=cheby1(N,Rp,wp1); %计算切比雪夫I 型模拟低通滤波器系统函数系数H,f=freqz(b,a,512,fs); %求幅值 H，频率 f % figure subplot(222); plot(f,abs(H); xlabel(频率 Hz); ylabel(幅值 ); title(滤波器频率响应); % 滤波前后的对比sf=filter(b,a,x); %对原信号进行滤波% figure subplot(223); plot(n,sf); xlabel(时间(s); ylabel(幅值 );

10、title(滤波后信号波形); X=fft(x,512); %滤波前信号的傅里叶变换（512 个点变换后也是512 个点含有两个周期）SF=fft(sf,512); %滤波后信号的傅里叶变换f=(0:255)/256*(fs/2); %横坐标取一个周期，频率最高值为fs 的一半% figure subplot(224); plot(f,abs(X(1:256) SF(1:256); %滤波前后信号图像对比（取一个周期）xlabel(频率 (Hz); ylabel(幅值 ); title(滤波前后信号频率); legend( 滤波前 ,滤波后 ) grid; 滤波器设计程序：% 切比雪夫滤波器设

11、计FIR wp = 2*pi*10; ws = 2*pi*12; Rp = 2; As = 60; % 设置指标参数N1,wp1 = cheb1ord(wp,ws,Rp,As,s); % 计算切比雪夫I 型模拟低通滤波器的阶数和通带边界频率B1,A1 = cheby1(N1,Rp,wp1,s); % 计算切比雪夫I 型模拟低通滤波器系统函数系数% 画幅频特性和衰减函数fk=0:120; 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - -

12、 - wk=2*pi*fk; Hk=freqs(B1,A1,wk);% 模拟低通滤波器的系统函数figure; plot(fk,abs(Hk);% 画出幅频特性xlabel(频率 (Hz); ylabel(幅度 ); title(切比雪夫幅频特性); figure; plot(fk/10,20*log10(abs(Hk); grid on;% 画出衰减函数xlabel(频率 (Hz); ylabel(幅度 (dB); axis(0,15,-50,5); title(切比雪夫衰减函数); matlab数字滤波器设计函数一览1滤波器的分析和实现abs 求绝对值 (幅值 ) angle 求相角con

13、v 求卷积fftfilt 利用重叠相加法的基于FFT 的 FIR 滤波filter 利用 IIR 或 FIR 滤波器对数据进行滤波filtfilt 零相位数字滤波filtfilt- 零相位数字滤波用法： y=filtfilt(b,a,x) 函数对输入信号x 进行正向和反向处理从而实现零相位数字滤波。b 和 a 指定传递函数的系数，x 是输入信号。函数对x 进行前向滤波后，再将结果进行反向。filtic 为移位直接II 型滤波器选择初始条件freqs 模拟滤波器的频率相应freqspace 控制频率相应中的频率间隔freqz 数字滤波器的频率相应用法： y=freqz(b,a,n,fs) 函数对

14、系统求频率响应，其中n 为点数， fs 为采样频率（函数最高频率的2 倍） 。用法： y=freqz(b,a,f,fs) f 为一个向量，则计算f 通过频率响应函数的值，fs 为采样频率。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - grpdelay 平均滤波延迟(群延迟 ) impz 数字滤波器的冲激相应unwrap 展开相角unfirdn 增抽样 ,使用 FIR 滤波器滤波 ,然后减抽样zplane 离散系统零极点图2 I

15、IR 滤波器设计(1)标准模拟 /数字滤波器设计函数besself 贝赛尔模拟滤波器设计butter 巴特沃斯滤波器设计cheby1 切比雪夫I 型滤波器设计cheby2 切比雪夫II 型滤波器设计ellip 椭圆滤波器设计yulewalk 递归数字滤波器设计(2) IIR 滤波器阶的选择buttord 巴特沃斯滤波器阶的选择cheb1ord 切比雪夫I 型滤波器阶的选择cheb2ord 切比雪夫II 型滤波器阶的选择ellipord 椭圆滤波器阶的选择(3) 模拟原型滤波器设计besselap贝赛尔模拟低通滤波器原型buttap 巴特沃斯模拟低通滤波器原型cheb1ap 切比雪夫I 型模拟低

16、通滤波器原型cheb2ap 切比雪夫II 型模拟低通滤波器原型ellipap 椭圆模拟低通滤波器原型(4) 频率转换lp2bp 模拟低通滤波器到模拟带通滤波器的转换lp2bs 模拟低通滤波器到模拟带阻滤波器的转换lp2hp 模拟低通滤波器到模拟高通滤波器的转换lp2lp 模拟低通滤波器到模拟低通滤波器的转换(5) 模拟滤波器的离散化bilinear 双线性变换impinvar 冲激响应不变法名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - -

17、 - - 3 FIR 滤波器设计convmtx 卷积矩阵cremez 任意响应 ,具有非线性相位的等纹波FIR 滤波器设计fir1 基于窗函数的FIR 滤波器设计 -标准响应fir2 基于窗函数的FIR 滤波器设计 -任意响应fircls 约束最小二乘FIR 滤波器设计 -任意响应fircls1 约束最小二乘FIR 滤波器设计 -低通与高通firls 最小二乘FIR 滤波器设计firrcos 升余弦 FIR 滤波器设计intfilt 内插 FIR 滤波器设计remez Parks-McClellan 最优 FIR 滤波器设计remezord Parks-McClellan 滤波器阶数选择4窗函数bartlett 巴特利特窗blackman 布莱克曼窗boxcar 矩形窗chebwin 切比雪夫窗hamming 海明窗hanning 汉宁窗kaiser 凯瑟窗triang 三角窗名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -