满意答案

doublesx

2013.06.29

采纳率：45%    等级：11

已帮助：8601人

利用汉宁窗设计Ⅰ型数字高通滤波器

clear all;

Wp=0.6*pi;

Ws=0.4*pi;

tr_width=Wp-Ws; %过渡带宽度

N=ceil(6.2*pi/tr_width) %滤波器长度

n=0:1:N-1;

Wc=(Ws+Wp)/2; %理想低通滤波器的截止频率

hd=ideal_hp1(Wc,N); %理想低通滤波器的单位冲激响应

w_han=(hanning(N))'; %汉宁窗

h=hd.*w_han; %截取得到实际的单位脉冲响应

[db,mag,pha,w]=freqz_m2(h,[1]); %计算实际滤波器的幅度响应

delta_w=2*pi/1000;

Ap=-(min(db(Wp/delta_w+1:1:501))) %实际通带纹波

As=-round(max(db(1:1:Ws/delta_w+1))) %实际阻带纹波

subplot(221)

stem(n,hd)

title('理想单位脉冲响应hd(n)')

subplot(222)

stem(n,w_han)

title('汉宁窗w(n)')

subplot(223)

stem(n,h)

title('实际单位脉冲响应hd(n)')

subplot(224)

plot(w/pi,db)

title('幅度响应(dB)')

axis([0,1,-100,10])

clear all;

Wp=0.6*pi;

Ws=0.4*pi;

tr_width=Wp-Ws; %过渡带宽度

N=ceil(6.2*pi/tr_width) %滤波器长度

n=0:1:N-1;

Wc=(Ws+Wp)/2; %理想低通滤波器的截止频率

hd=ideal_hp1(Wc,N); %理想低通滤波器的单位冲激响应

w_han=(hanning(N))'; %汉宁窗

h=hd.*w_han; %截取得到实际的单位脉冲响应

[db,mag,pha,w]=freqz_m2(h,[1]); %计算实际滤波器的幅度响应

delta_w=2*pi/1000;

Ap=-(min(db(Wp/delta_w+1:1:501))) %实际通带纹波

As=-round(max(db(1:1:Ws/delta_w+1))) %实际阻带纹波

subplot(221)

stem(n,hd)

title('理想单位脉冲响应hd(n)')

subplot(222)

stem(n,w_han)

title('汉宁窗w(n)')

subplot(223)

stem(n,h)

title('实际单位脉冲响应hd(n)')

subplot(224)

plot(w/pi,db)

title('幅度响应(dB)')

axis([0,1,-100,10])

基于切比雪夫一致逼近法设计FIR数字低通滤波器

clear all;

f=[0 0.6 0.7 1]; %给定频率轴分点

A=[1 1 0 0]; %给定在这些频率分点上理想的幅频响应

weigh=[1 10]; %给定在这些频率分点上的加权

b=remez(32,f,A,weigh); %设计出切比雪夫最佳一致逼近滤波器

[h,w]=freqz(b,1,256,1);

h=abs(h);

h=20*log10(h);

subplot(211)

stem(b,'.');

grid;

title('切比雪夫逼近滤波器的抽样值')

subplot(212)

plot(w,h);

grid;

title('滤波器幅频特性(dB)')

利用汉宁窗设计Ⅰ型数字带阻滤波器

clear all;

Wpl=0.2*pi;

Wph=0.8*pi;

Wsl=0.4*pi;

Wsh=0.6*pi;

tr_width=min((Wsl-Wpl),(Wph-Wsh)); %过渡带宽度

N=ceil(6.2*pi/tr_width) %滤波器长度

n=0:1:N-1;

Wcl=(Wsl+Wpl)/2; %理想低通滤波器的截止频率

Wch=(Wsh+Wph)/2;

hd=ideal_bs(Wcl,Wch,N); %理想低通滤波器的单位冲激响应

w_hann=(hanning(N))'; %汉宁窗

h=hd.*w_hann; %截取得到实际的单位脉冲响应

[db,mag,pha,w]=freqz_m2(h,[1]); %计算实际滤波器的幅度响应

delta_w=2*pi/1000;

Ap=-(min(db(1:1:Wpl/delta_w+1))) %实际通带纹波

As=-round(max(db(Wsl/delta_w+1:1:Wsh/delta_w+1))) %实际阻带纹波

subplot(221)

stem(n,hd)

title('理想单位脉冲响应hd(n)')

subplot(222)

stem(n,w_hann)

title('汉宁窗w(n)')

subplot(223)

stem(n,h)

title('实际单位脉冲响应hd(n)')

subplot(224)

plot(w/pi,db)

title('幅度响应(dB)')

axis([0,1,-100,10])

利用三角窗设计Ⅲ型数字带通滤波器

clear all;

Wpl=0.4*pi;

Wph=0.6*pi;

Wsl=0.2*pi;

Wsh=0.8*pi;

tr_width=min((Wpl-Wsl),(Wsh-Wph)); %过渡带宽度

N=ceil(6.1*pi/tr_width) %滤波器长度

n=0:1:N-1;

Wcl=(Wsl+Wpl)/2; %理想低通滤波器的截止频率

Wch=(Wsh+Wph)/2;

hd=ideal_bp2(Wcl,Wch,N); %理想低通滤波器的单位冲激响应

w_tri=(triang(N))'; %三角窗

h=hd.*w_tri; %截取得到实际的单位脉冲响应

[db,mag,pha,w]=freqz_m2(h,[1]); %计算实际滤波器的幅度响应

delta_w=2*pi/1000;

Ap=-(min(db(Wpl/delta_w+1:1:Wph/delta_w+1))) %实际通带纹波

As=-round(max(db(Wsh/delta_w+1:1:501))) %实际阻带纹波

subplot(221)

stem(n,hd)

title('理想单位脉冲响应hd(n)')

subplot(222)

stem(n,w_tri)

title('三角窗w(n)')

subplot(223)

stem(n,h)

title('实际单位脉冲响应hd(n)')

subplot(224)

plot(w/pi,db)

title('幅度响应(dB)')

axis([0,1,-100,10])

利用布拉克曼窗设计Ⅱ型数字带通滤波器

clear all;

Wpl=0.4*pi;

Wph=0.6*pi;

Wsl=0.2*pi;

Wsh=0.8*pi;

tr_width=min((Wpl-Wsl),(Wsh-Wph)); %过渡带宽度

N=ceil(11*pi/tr_width)+1 %滤波器长度

n=0:1:N-1;

Wcl=(Wsl+Wpl)/2; %理想低通滤波器的截止频率

Wch=(Wsh+Wph)/2;

hd=ideal_bp1(Wcl,Wch,N); %理想低通滤波器的单位冲激响应

w_bman=(blackman(N))'; %布拉克曼窗

h=hd.*w_bman; %截取得到实际的单位脉冲响应

[db,mag,pha,w]=freqz_m2(h,[1]); %计算实际滤波器的幅度响应

delta_w=2*pi/1000;

Ap=-(min(db(Wpl/delta_w+1:1:Wph/delta_w+1))) %实际通带纹波

As=-round(max(db(Wsh/delta_w+1:1:501))) %实际阻带纹波

subplot(221)

stem(n,hd)

title('理想单位脉冲响应hd(n)')

subplot(222)

stem(n,w_bman)

title('布拉克曼窗w(n)')

subplot(223)

stem(n,h)

title('实际单位脉冲响应hd(n)')

subplot(224)

plot(w/pi,db)

title('幅度响应(dB)')

axis([0,1,-100,10])

利用海明窗设计Ⅱ型数字低通滤波器

clear all;

Wp=0.2*pi;

Ws=0.4*pi;

tr_width=Ws-Wp; %过渡带宽度

N=ceil(6.6*pi/tr_width)+1 %滤波器长度

n=0:1:N-1;

Wc=(Ws+Wp)/2; %理想低通滤波器的截止频率

hd=ideal_lp1(Wc,N); %理想低通滤波器的单位冲激响应

w_ham=(hamming(N))'; %海明窗

h=hd.*w_ham; %截取得到实际的单位脉冲响应

[db,mag,pha,w]=freqz_m2(h,[1]); %计算实际滤波器的幅度响应

delta_w=2*pi/1000;

Ap=-(min(db(1:1:Wp/delta_w+1))) %实际通带纹波

As=-round(max(db(Ws/delta_w+1:1:501))) %实际阻带纹波

subplot(221)

stem(n,hd)

title('理想单位脉冲响应hd(n)')

subplot(222)

stem(n,w_ham)

title('海明窗w(n)')

subplot(223)

stem(n,h)

title('实际单位脉冲响应hd(n)')

subplot(224)

plot(w/pi,db)

title('幅度响应(dB)')

axis([0,1,-100,10])

%--------------------------------------------------------

function[db,mag,pha,w]=freqz_m2(b,a)

%滤波器的幅值响应(相对、绝对)、相位响应

%db:相对幅值响应

%mag：绝对幅值响应

%pha: 相位响应

%w 采样频率；

%b 系统函数H(z)的分子项(对FIR，b=h)

%a 系统函数H(z)的分母项(对FIR，a=1)

[H,w]=freqz(b,a,1000,'whole');

H=(H(1:1:501))';

w=(w(1:1:501))';

mag=abs(H); %绝对幅值响应

db=20*log10((mag+eps)/max(mag)); %相对幅值响应

pha=angle(H); %相位响应

利用模拟Butterworth滤波器设计数字低通滤波器

% exa4-8_pulseDF for example4-8

% using Butterworth analog lowpass filter to design digital lowpass filter

%利用模拟Butterworth滤波器设计数字低通滤波器

%脉冲响应不变法

wp=0.2*pi;

ws=0.3*pi;

Rp=1;

As=15;

T=1;

%性能指标

Rip=10^(-Rp/20);

Atn=10^(-As/20);

OmgP=wp*T;

OmgS=ws*T;

[N,OmgC]=buttord(OmgP,OmgS,Rp,As,'s');%选取模拟滤波器的阶数

[cs,ds]=butter(N,OmgC,'s'); %设计出所需的模拟低通滤波器

[b,a]=impinvar(cs,ds,T); %应用脉冲响应不变法进行转换

%求得相对、绝对频响及相位、群迟延响应

[db,mag,pha,grd,w]=freqz_m(b,a);

%下面绘出各条曲线

subplot(2,2,1);

plot(w/pi,mag);

title('幅频特性');

xlabel('w(/pi)');

ylabel('|H(jw)|');

axis([0,1,0,1.1]);

set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0 0.2 0.3 0.5 1]);

set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[0 Atn Rip 1]);

grid

subplot(2,2,2);

plot(w/pi,db);

title('幅频特性(dB)');

xlabel('w(/pi)');

ylabel('dB');

axis([0,1,-40,5]);

set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0 0.2 0.3 0.5 1]);

set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[-40 -As -Rp 0]);

grid

subplot(2,2,3);

plot(w/pi,pha/pi);

title('相频特性');

xlabel('w(/pi)');

ylabel('pha(/pi)');

axis([0,1,-1,1]);

set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0 0.2 0.3 0.5 1]);

grid

subplot(2,2,4);

plot(w/pi,grd);

title('群延迟');

xlabel('w(/pi)');

ylabel('Sample');

axis([0,1,0,12]);

set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0 0.2 0.3 0.5 1]);

grid

function[db,mag,pha,grd,w]=freqz_m(b,a)

%滤波器幅值响应(绝对、相对)、相位响应及群延迟

%Usage: [db,mag,pha,grd,w]=freqz_m(b,a) %500点对应[0,pi]

%db 相对幅值响应；mag 绝对幅值响应；pha 相位响应；grd 群延迟响应

%w 采样频率；b 系统函数H(z)的分子项(对FIR，b＝h)

%a 系统函数H(z)的分母项(对FIR，a＝1)

[H,w]=freqz(b,a,500);%500点的复频响应

mag=abs(H);

db=20*log10((mag+eps)/max(mag));

pha=angle(H);

grd=grpdelay(b,a,w);

基于频域抽样法的FIR数字带阻滤波器设计

clear all;

N=41;

T1=0.598;

alpha= (N-1)/2;

l=0:N-1;

wl= (2*pi/N)*l;

Hrs=[ones(1,6),T1,zeros(1,7),T1,ones(1,11),T1,zeros(1,7),T1,ones(1,6)]; %理想振幅采样响应

Hdr=[1,1,0,0,1,1];

wdl=[0,0.3,0.3,0.7,0.7,1];

k1=0:floor((N-1)/2);

k2=floor((N-1)/2)+1:N-1;

angH=[pi/2-alpha*(2*pi)/N*(k1+0.5),-pi/2+alpha*(2*pi)/N*(N-k2-0.5)]; %相位约束条件

Hdk=Hrs.*exp(j*angH); %构成Hd(k)

h1=ifft(Hdk,N);

n=0:1:N-1;

h=real(h1.*exp(j*pi*n/N)); %实际单位冲激响应

[db,mag,pha,w]=freqz_m2(h,[1]);

[Hr,ww,a,L]=hr_type3(h); %实际振幅响应

subplot(221)

plot(wl/pi+1/N,Hrs,'.',wdl,Hdr)

title('频率样本Hd(k) :N=41')

axis([0 1 -0.1 1.2])

subplot(222)

stem(l,h)

title('实际单位脉冲响应h(n)')

subplot(223)

plot(ww/pi,Hr,wl/pi+1/N,Hrs,'.')

title('实际振幅响应H(w)')

axis([0 1 -0.1 1.2])

subplot(224)

plot(w/pi,db)

title('幅度响应(dB)')

axis([0 1 -80 10])

function [db,mag,pha,w] = freqz_m(b,a);

%滤波器的幅值响应(相对、绝对)、相位响应

%db:相对幅值响应

%mag：绝对幅值响应

%pha: 相位响应

%w 采样频率；

%b 系统函数H(z)的分子项(对FIR，b=h)

%a 系统函数H(z)的分母项(对FIR，a=1)

[H,w] = freqz(b,a,1000,'whole');

H = (H(1:1:501))'; w = (w(1:1:501))';

mag = abs(H);

db = 20*log10((mag+eps)/max(mag));

pha = angle(H);

% pha = unwrap(angle(H));

function [Hr,w,c,L]=hr_type3(h);

%计算所设计的3型滤波器的振幅响应

%Hr=振幅响应

%b=3型滤波器的系数

%L=Hr的阶次

%h=3型滤波器的单位冲击响应

M=length(h);

L=(M-1)/2;

c= [2*h(L+1:-1:1)];

n=[0:1:L];

w=[0:1:500]'*2*pi/500;

Hr=sin(w*n)*c';

基于频域抽样法的FIR数字带通滤波器设计

wsl=0.12*pi;%低阻带边缘

wsh=0.82*pi;%高阻带边缘

wpl=0.32*pi;%低通带边缘

wph=0.62*pi;%高通带边缘

delta=(wpl-wsl);%过度带

M=ceil(2*pi*3/delta);%抽样点数

al=(M-1)/2;

wl=(2*pi/M); %抽样间隔

k=0:M-1;

T1=0.12; T2=0.6;%过渡带样本点

Hrs=[zeros(1,ceil(0.12*pi/wl)+1),T2,T1,ones(1,ceil(0.3*pi/wl)),T1,T2,zeros(1,ceil(0.3734*pi/wl)),T2,T1,ones(1,ceil(0.3*pi/wl)),T1,T2,zeros(1,ceil(0.12*pi/wl)+1)];

wdl=[0 0.12 0.32 0.62 0.82 1];

k1=0:floor((M-1)/2);k2=floor((M-1)/2)+1:M-1;

angH=[-al*(2*pi)/M*k1,al*(2*pi)/M*(M-k2)];

H=Hrs.*exp(j*angH);

h=real(ifft(H));%傅立叶反变换

figure(1);%冲击响应图

stem(k,h);

title('impulse response');

xlabel('n');ylabel('h(n)');

grid;

figure(2);%幅频曲线图

Hf=abs(H);w=k*wl/pi;

plot(w,Hf,'*b-')

axis([0 1 -0.1 1.1]);

title('amplitude response');

xlabel('frequency in pi units');ylabel('Hr(w)');

set(gca,'xtickmode','manual','xtick',wdl);

set(gca,'ytickmode','manual','ytick',[0 0.12 0.6 1]);

grid;

figure(3);

fs=15000;

[c,f3]=freqz(h,1);

f3=f3/pi*fs/2;

plot(f3,20*log10(abs(c)));

title('频谱特性');

xlabel('频率/HZ');ylabel('衰减/dB');

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('输入波形频谱图');

xlabel('频率');ylabel('幅度')

subplot(2,1,2);

plot(f2,abs(b));

title('输出波形频谱图');

xlabel('频率');ylabel('幅度')

基于汉宁窗的FIR数字高通滤波器设计

function s2

Fs=15000;

t=(0:100)/Fs;

x=sin(2*pi*500*t)+sin(2*pi*3000*t)

subplot(245);

stem(x);

title('原始信号');

axis([0,100,-2,2]);

Ws=7*pi/30;

Wp=13*pi/30;

tr_wid=Wp-Ws; %过渡带宽度

N=ceil(11*pi/tr_wid) %滤波器长度

n=0:1:N-1;

Wc=(Ws+Wp)/2; %理想高通滤波器的截止频率

hd=ideal_hp1(Wc,N); %理想高通滤波器的单位冲激响应

w_bla=(blackman(N))'; %布拉克曼

h=hd.*w_bla; %截取得到实际的单位脉冲响应

[db,mag,pha,grd,w]=freqz_m(h,[1]); %计算实际滤波器的幅度响应

delta_w=2*pi/1000;

As=-round(max(db(1:1:Ws/delta_w+1))) %实际阻带纹波,round是取整函数

y=filter(h,1,x)

subplot(246)

plot(y)

title('滤波后的信号');

axis([0,100,-1,1])

subplot(241)

stem(n,hd)

title('理想单位脉冲响应hd(n)')

subplot(242)

stem(n,w_bla)

title('布拉克满窗w(n)')

subplot(243)

stem(n,h)

title('实际单位脉冲响应hd(n)')

subplot(244)

plot(w/pi,db)

title('幅度响应(dB)')

axis([0,1,-100,10])

function [db,mag,pha,grd,w] = freqz_m(b,a);

[H,w] = freqz(b,a,1000,'whole');

H = (H(1:1:501))'; w = (w(1:1:501))';

mag = abs(H);

db = 20*log10((mag+eps)/max(mag));

pha = angle(H);

grd = grpdelay(b,a,w);

subplot(247);

plot(pha)

title('相频响应')

function hd=ideal_hp1(Wc,N)

alp=(N-1)/2;

n=0:1:N-1;

m=n-alp+eps; %eps是一个很小很小的数

hd=[sin(pi*m)-sin(Wc*m)]./(pi*m);

用双线性法设计巴特沃斯高通数字滤波器

clear all; clc; close all

fs=120; T=1/fs;

rp=1; rs=30;

Wp=0.35*pi; Ws=0.65*pi; %数字滤波器指标

wp=2*tan(Wp/2)/T; ws=2*tan(Ws/2)/T;

%预畸变，将数字滤波器的指标变为模拟滤波器的指标

[N,w]=buttord(wp,ws,rp,rs,'s'); %求滤波器阶数和3dB截止频率

[Z,P,K]=buttap(N); %设计模拟低通滤波器

[Md,Nd]=zp2tf(Z,P,K); %将零极点形式转换为传输函数形式

[M,N]=lp2hp(Md,Nd,w); %对低通滤波器进行频率变换

[h,w]=freqs(M,N,512); %模拟滤波器的幅频响应

subplot(2,1,1);plot(w,abs(h)); grid;

xlabel('Hz');ylabel('幅度'); title('模拟高通滤波器');

[Mh,Nh]=bilinear(M,N,1/T); %对模拟滤波器双线性变换

[h1,w1]=freqz(Mh,Nh); %数字滤波器的幅频响应

subplot(2,1,2);

plot(w1/pi,20*log10(abs(h1))); grid;

xlabel('ω/π');ylabel('幅度(dB)'); title('数字高通滤波器');

%图-5 模拟滤波器与设计的滤波器的单位冲击响应

k=0:2000; k2=1:1001;

x=10*sin(pi/10*k/fs)+5*sin(10*pi*k/fs)+3*sin(30*pi*k/fs);

figure

subplot(2,1,1)

X=fft(x)*2/2001;

y=filter(Mh,Nh,x);

plot(k,y); ylim([-5 5]); title('高通数字滤波器输出');

Y=fft(y)*2/2001;

df=fs/2001; ff=(k2-1)*df;

subplot(2,1,2); plot(ff,abs(X(k2)),'r','linewidth',2); hold on

plot(ff,abs(Y(k2)),'b'); title('输入输出频谱比较'); grid;

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