巴特沃斯低通滤波器 matlab,基于MATLAB做巴特沃斯低通滤波器..doc

基于MATLAB做巴特沃斯低通滤波器.

基于MATLAB设计巴特沃斯低通滤波器

课程设计

专业： XXXXXX

姓名： XXX

学号： XX

指导老师： XXX

2011年 11 月 26日

通信系统仿真课程设计任务书

院(系)：电气信息工程学院

姓名XXX学号XX专业XXXXXX课程设计题目基于MATLAB设计巴特沃斯低通滤波器指导教师XX主要内容:

本文重点研究怎样通过MATLAB来模拟出巴特沃斯低通滤波器。讨论巴特沃斯低通滤波器在实际中的一些应用，提出了巴特沃斯低通滤波器的优点。

基本要求:

试设计一个模拟低通滤波器，f_p=2400Hz，f_s=5000Hz，R_p=3 dB，R_s=25dB。分别用巴特沃斯和椭圆滤波器原型，求出其3dB截止频率和滤波器阶数，传递函数，并作出幅频、相频特性曲线。

指导教师(签字)：

年月日[摘要] 滤波器设计是数字信号处理的重要内容。在MATLAB软件中有丰富的滤波器设计的相关命令，掌握相关的方法后可以提高我们的工作效率。首先对巴特沃斯低通滤波器的特性进行研究，然后用MATLAB信号处理工具箱提供的函数设计出巴特沃斯低通滤波器模型，并对具体实例进行分析，使得巴特沃斯滤波器的设计更加快捷、直观、简单。

[关键词]巴特沃斯低通滤波器； MATLAB仿真；

1 绪论1

1.1 引言1

1.2 数字滤波器的设计原理1

1.3 数字滤波器的应用2

1.4 MATLAB的介绍3

1.5 本文的工作及安排3

2 滤波器分类及比较4

2.1 滤波器的设计原理4

2.2 滤波器分类4

3 巴特沃斯低通滤波器7

3.1 巴特沃斯低通滤波器简介7

3.2 巴特沃斯低通滤波器的设计原理7

4 MATLAB仿真及分析11

4.1 MATLAB工具箱函数11

4.2 巴特沃斯低通滤波器的MATLAB仿真11

另附程序调试运行截图：13

5.1 总结13

5.2 展望13

1 绪论

1.1 引言

凡是有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器。

滤波器在如今的电信设备和各类控制系统里面应用范围最广、技术最为复杂，滤波器的好坏直接决定着产品的优劣。自60A/DC和D/AC，在信号形式上进行匹配转换，同样可以使用数字滤波器对模拟信号进行滤波。[2]

大多数的数字滤波器都归类于选频滤波器,其频率响应函数如下：

(1.1)称为幅频特性函数；称为相频特性函数。幅频特性反应的是信号从此滤波器通过后各个频率成分的振幅衰减情况，相频特性表示的是经过滤波器之后各个频率成分在时间上的延时情况。因此，即使两个滤波器幅频特性相同，而相频特性不同，对相同的输入，滤波器输出的信号波形也是不一样的。通常情况下幅频特性决定了选频滤波器的技术要求，因为巴特沃斯低通滤波器具有固定的相频特性，所以设计时对相频特性基本没有要求。

图1.1低通滤波器的技术要求

图1.1是低通滤波器的幅频特性，和表示通带边界频率和阻带截止频率。通带频率范围为0，在通带(0,)中要求，阻带频率范围为

，在阻带(,)中要求。从到为过渡带，过渡带上的频响一般是单调下降的。一般情况下用分贝数表示通带及阻带内允许的衰减，通带范围内允许的最大衰减为，阻带范围内允许的最小衰减为。和在低通滤波器里分别用下式定义：

(1.2)

(1.3)

从上式可以看出愈小，通带波纹与通带逼近误差愈小；愈大，阻带波纹越小与阻带逼近误差愈小；和之间的距离愈小，过渡带也随之变得更加狭窄。所以通带边界频率、阻带边界频率、通带最大衰减、阻带最小衰减决定了低通滤波器的设计指标。

1.3 数字滤波器的应用

数字乘法器、加法器及延时单元三者共同构成了数字滤波器。其功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理，以达到改变信号频

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