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  • 巴特沃斯滤波器

    2017-02-10 14:14:34
    巴特沃斯滤波器
  • 巴特沃斯滤波器原理

    2015-12-20 10:36:01
    巴特沃斯滤波器原理
  • 巴特沃斯滤波器设计zip,巴特沃斯滤波器设计
  • 频域滤波巴特沃斯高通滤波器
  • 巴特沃斯中值滤波器.pdf
  • 这是使用matlab编写的在模拟域变换的巴特沃斯低通滤波器
  • 巴特沃斯滤波器.zip

    2020-02-29 10:58:30
    巴特沃斯滤波器,代码是Github上的,个人注释版,有需要的可以下载,结合博客来看~~~~~~~~~~
  • 巴特沃斯低通滤波器

    2018-12-02 22:46:00
    巴特沃斯低通滤波器,用巴特沃斯低通滤波器进行滤波后,结果和理想低通滤波器不同,模糊的平滑过渡是截止频率增大的函数。此外,使用这种BLPF处理过的任何图像中都没有出现“振铃”现象,这要归因于这种滤波器在低频...
  • 原标题:巴特沃斯滤波器的特性(Butterworth)滤波器属于低通滤波器的一种,通过低频信号而衰减或抑制高频信号,在通频带内具有最大平坦幅度响应曲线,它在通信领域里已有广泛应用,在电测中也具有广泛的用途,可以作...

    原标题:巴特沃斯滤波器的特性

    (Butterworth)滤波器属于低通滤波器的一种,通过低频信号而衰减或抑制高频信号,在通频带内具有最大平坦幅度响应曲线,它在通信领域里已有广泛应用,在电测中也具有广泛的用途,可以作检测信号的。

    巴特沃斯低通滤波器的平方幅度响应为:

    其中,n为滤波器的阶数,

    为低通滤波器的截止频率。该滤波器具有一些特殊的性质:

    1、对所有的n,都有当

    时,

    2、对所有的n,都有当

    时,

    ,即在

    处有3dB的衰减;

    3、

    的单调递减函数,即不会出现幅度响应的起伏;

    4、当

    时,巴特沃斯滤波器趋向于理想的低通滤波器;

    5、在

    处平方幅度响应的各级导数均存在且等于0,因此

    在该点上取得最大值,且具有最大平坦特性。

    图1展示了不同阶的幅频特性。可见阶数n越高,其幅频特性越好,低频检测信号保真度越高。

    图1 巴特沃斯滤波器幅频特性

    巴特沃斯与贝塞尔(Bessel)、切比雪夫(Chebyshev)滤波器的幅频特性、相位特性如图2、图3所示。

    图2 巴特沃斯、贝塞尔、切比雪夫滤波器幅频特性

    图3 巴特沃斯、贝塞尔、切比雪夫滤波器相位特性

    从图2、图3可以看出,巴特沃斯滤波器在线性相位、衰减斜率和加载特性三个方面具有特性均衡的优点,因此在实际使用中已被列为首选。

    扩展阅读:

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  • 模拟滤波器的设计 1.1 巴特沃斯滤波器的次数 根据给定的参数设计模拟滤波器 然后进行变数变换 求取数字滤波器的方法 称为滤波器的间接设计 做为数字滤波器的设计基础的模拟滤波器 称之为原型滤波器 这 里我们首先...
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  • 巴特沃斯滤波器的特点是通频带内的频率响应曲线最大限度平坦,没有起伏,而在阻频带则逐渐下降为零。 在振幅的对数对角频率的波特图上,从某一边界角频率开始,振幅随着角频率的增加而逐步减少,趋向负无穷大。一阶...

    巴特沃斯滤波器的特点是通频带内的频率响应曲线最大限度平坦,没有起伏,而在阻频带则逐渐下降为零。 在振幅的对数对角频率的波特图上,从某一边界角频率开始,振幅随着角频率的增加而逐步减少,趋向负无穷大。

    一阶巴特沃斯滤波器的衰减率为每倍频6分贝,每十倍频20分贝。二阶巴特沃斯滤波器的衰减率为每倍频12分贝、三阶巴特沃斯滤波器的衰减率为每倍频18分贝、如此类推。巴特沃斯滤波器的振幅对角频率单调下降,并且也是唯一的无论阶数,振幅对角频率曲线都保持同样的形状的滤波器。只不过滤波器阶数越高,在阻频带振幅衰减速度越快。其他滤波器高阶的振幅对角频率图和低级数的振幅对角频率有不同的形状。

    设计步骤

    如设计一个数字低通滤波器,其技术指标为:

    通带临界频率fp ,通带内衰减小于rp;

    阻带临界频率fs,阻带内衰减大于αs;采样频率为FS

    1、将指标变为角频率 wp=fp*2*pi;ws= fs*2*pi;

    2、将数字滤波器的频率指标{Wk}由wk=(2/T)tan(Wk/2)转换为模拟滤波器的频率指标{wk},由于是用双线性不变法设计,故先采取预畸变。

    3、将高通指标转换为低通指标,进而设计高通的s域模型

    4、归一化处理

    由以上三式计算出N,查表可得模拟低通滤波器的阶数,从而由下式确定模拟高通滤波器的参数。

    仿真程序的设计与调试

    数字域指标变换成模拟域指标

    其程序为:

    fp = 400 fs= 300;

    Rp = 1; Rs = 20;

    wp =fp*2*pi;

    ws =fs*2*pi;

    FS=1000;T=1/FS;

    程序执行结果为:wp=2.5133e+003 ws=1.8850e+003 与实际计算结果相符。

    数字域频率进行预畸变

    其程序为:

    wp2=2*tan(Wp/2)/T;

    ws2=2*tan(Ws/2)/T;

    经过预畸变,可以发现频率变为: wp2= 6.1554e+003

    ws2= 2.7528e+003

    模拟滤波器的设计

    其程序为

    %设计模拟滤波器

    [N,Wn] = buttord(wp2,ws2,Rp,Rs,‘s’)

    武汉理工大学《数字信号处理》报告

    9

    [z,p,k]=buttap(N); %创建Buttord低通滤波器原型

    [Bap,Aap]=zp2tf(z,p,k); %由零极点转换为传递函数的形式

    figure(1) freqs(Bap,Aap); %模拟低通滤波器的频率响应

    TItle(‘模拟滤波器(低通原型)的频率响应’)

    [Bbs,Abs]=lp2hp(Bap,Aap,Wn); %模拟低通变高通

    figure(2)

    freqs(Bbs,Abs);

    TItle(‘模拟滤波器的频率响应’)

    程序执行后可以发现其频率响应为: N=4,其波形如下图

    模拟滤波器的频率响应

    由上图分析可得:其符合高通的一般特征,与预期的效果一样。 而在此条件下,Butterworth滤波器低通原型的波形如下图。

    模拟滤波器(低通原型)的频率响应

    在设计的过程中,涉及一个频率变换的问题,即将模拟低通原型变为高通,其函数及用法如下:

    [b,a]=lp2hp(Bap,Aap,Wn);

    功能:把模拟滤波器原型转换成截至频率为 Wn 的高通滤波器。 其中,Bap,Aap分别为低通传递函数的分子向量和分母向量;

    b,a分别为高通传递函数的分子向量和分母向量。

    模拟滤波器变成数字滤波器

    其程序为:

    [Bbz,Abz]=bilinear(Bbs,Abs,FS); %用双线性变换法设计数字滤波器 freqz(Bbz,Abz,512,FS);

    程序运行的结果为:如下图

    数字滤波器的频率响应

    由于使用的是双线性不变法设计的,其相位为非线性。此处主要是基于要获得严格的频率响应,以及较准确地控制截止频率的位置,故画出了详细的幅频响应。(如下图)

    详细的幅频响应

    分析该图可知其在0.6(即300Hz)处的衰减为40dB,而在0.8(即400Hz)处的衰减极小,应小于1dB。由此可见,此设计符合要求设计的参数。

    而在调试的过程中发现:通带衰减越小,滤波器的性能越好 阻带衰减越大,滤波器的性能越好 其曲线也越陡峭,选择性越好,当然所用的滤波器阶数也越高。

    当阻带衰减变为40dB(之前为20dB),通带不变时,其波形如下图。对比上图可知,其在阻带临界频率处衰减变为了40dB,曲线变陡峭了。

    详细的幅频响应(阻带衰减为40dB)

    当通带变为5dB时,阻带不变时,其波形如下图。对比图3-3可知,其在通带处的衰减变为了5dB,曲线平滑了一些。

    详细的幅频响应(通带衰减为5dB)

    理论计算数字滤波器的仿真

    wp=0.8*pi;

    ws=0.6*pi;

    OmegaP=2*1000*tan(wp/2);

    OmegaS=2*1000*tan(ws/2);

    lamdas=OmegaP/OmegaS;

    N=0.5*log10((10.^(20/10)-1)/(10.^(1/10)-1))/log10(lamdas);

    %笔算的结果为N=3.6947;故取N=4 %

    此处为计算高通的传递函数 Wn= 4.8890e+003 az=[0 0 0 0 1];

    bz=[1 2.613 3.414,2.613,1]; [Bbs,Abs]=lp2hp(az,bz,Wn) %用双线性不变法处理

    [Bbz,Abz]=bilinear(Bbs,Abs,1000); 其运行结果为:N=3.6947;图形如下图

    理论计算的滤波器的幅频响应

    综上所述,本滤波器以四阶即实现了预期的设计目标:采样频率为1000Hz,通带临界频率fp =400Hz,通带内衰减小于1dB(αp=1);阻带临界频率fs=300Hz,阻带内衰减大于20dB(αs=25),其在通带内的性能更好。

    展开全文
  • 巴特沃斯高通滤波器

    2014-06-04 21:38:43
    图像增强方面的巴特沃斯高通滤波器的C语言代码,有助于图像增强方面的研究,但是需要opencv的支持
  • 采用matlab实现巴特沃斯低通滤波,对信号Mix_Signal_1 和 Mix_Signal_2 分别作巴特沃斯低通滤波
  • 巴特沃斯低通滤波器设计
  • 这个压缩包里放的文件是巴特沃斯滤波的C语言文件,很有参考价值
  • 巴特沃斯滤波器 巴特沃斯滤波器 巴特沃斯滤波器 巴特沃斯滤波器 巴特沃斯滤波器 巴特沃斯滤波器
  • 我的巴特沃斯带通滤波器有问题。我有一个用250Hz记录的一维阵列(eeg信号)。截止频率为6和11赫兹。我现在得到的是这个,但它不起作用:import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltfrom pylab import *import ...

    我的巴特沃斯带通滤波器有问题。我有一个用250Hz记录的一维阵列(eeg信号)。截止频率为6和11赫兹。

    我现在得到的是这个,但它不起作用:import numpy as np

    import matplotlib.pyplot as plt

    from pylab import *

    import scipy.io

    import scipy.signal

    import scipy.fftpack

    from scipy.signal import butter, lfilter

    def butter_bandpass(lowcut, highcut, fs, order=6):

    nyq = 0.5 * fs

    low = lowcut / nyq

    high = highcut / nyq

    b, a = butter(order, [low, high], btype='band')

    return b, a

    def butter_bandpass_filter(data, lowcut, highcut, fs, order=6):

    b, a = butter_bandpass(lowcut, highcut, fs, order=order)

    y = lfilter(b, a, data)

    return y

    if __name__ == "__main__":

    fs = 250.0

    lowcut = 6.0

    highcut = 11.0

    t = range(len(eeg))

    x = eeg[t]

    y = butter_bandpass_filter(x, lowcut, highcut, fs, order=6)

    plt.plot(t, y)

    plt.show()

    怎么了?在

    谢谢

    迈克

    展开全文
  • 100HZ巴特沃斯滤波器

    2014-04-24 22:04:38
    低通 巴特沃斯 100HZ ,Design Name: Lowpass, Multiple Feedback, Butterworth Part: Ideal Opamp Order: 2 Stages: 1 Gain: 1 V/V ( 0 dB) Allowable PassBand Ripple: 1 dB Passband Frequency: 100 Hz Corner ...
  • MATLAB实现巴特沃斯数字滤波器

    万次阅读 多人点赞 2019-08-03 10:07:35
    MATLAB实现巴特沃斯数字滤波器 MATLAB实现巴特沃斯数字滤波器 前因:因为要准备保研面试,今年暑假就重新把烂尾的项目捡起来了。 为了提取采集到的脑电信号中有用的部分,想用数字带通滤波器实现,浏览了很多帖子...

    MATLAB实现巴特沃斯数字滤波器

    前因:因为要准备保研面试,今年暑假就重新把烂尾的项目捡起来了。
    为了提取采集到的脑电信号中有用的部分,想用数字带通滤波器实现,浏览了很多帖子。要不是只有代码,没有注释;要不就是只有理论,没有代码。索性自己写一篇,方便回顾。

    1. 用↓观察频谱

    f=fftshift(fft(b));                  %b表示信号值data
    w=linspace(-512/2,512/2,length(b));  %根据奈奎斯特采样定理,512/2为最大频率
    plot(w,abs(f));                      %Hz为单位
    

    • k、Hz等纵坐标如何判断(5.同理)

    2. 频率转化

    Fs=512
    fp=0.5Hz - 50Hz
    fs=0.25Hz - 55Hz

    ///
    *Q:↑为何如此取值
    A:为防止频谱泄露,滤波器并非完全垂直截止,需过渡衰减

    在这里插入图片描述

    回归正题,然后将单位为‘Hz’的模拟频率转化为单位为‘rad’的数字角频率
    基础知识见本连接
    (wp,ws分别为数字滤波器的通带、阻带截止频率的归一化值。要求:0≤wp≤1,0≤ws≤1。
    1表示数字频率pi。)

    Fs=512;
    wp=[0.5*2*pi/Fs,50*2*pi/Fs];                %设置通带数字角频率
    ws=[0.25*2*pi/Fs,55*2*pi/Fs];                %设置阻带数字角频率
    

    再设置参数
    Rp=1; %通带最大衰减
    Rs=30; %阻带最小衰减

    *为何如此取值见 ↓
    在这里插入图片描述

    3. 巴特沃斯滤波器设计

    [N,Wn]=buttord(wp,ws,Rp,Rs,'s');        %求巴特沃斯滤波器阶数N和截止频率Wn
    %无论是高通、带通和带阻滤波器,在设计中最终都等效于一个截止频率为Wn的低通滤波器(我现在也不是很理解为啥是这样,毕竟我也是刚接触滤波器)
    fprintf('巴特沃斯滤波器 N= %4d\n',N);    %显示滤波器阶数
    [bb,ab]=butter(N,Wn,'s');               %求巴特沃斯滤波器系数,即求传输函数的分子和分母的系数向量
    b2=filter(bb,ab,b);                     %filter既能进行IIR滤波又能进行FIR滤波
    
    • 分子分母系数如何排列

    *阶数N越大,变化越剧烈
    *Wn是指低频、高频信号功率降低至 最大值的0.707倍(-3dB)或0.5倍的点(-6dB),即上下限截止频率 ↓
    Wn是指低频、高频信号功率降低一半的点,即上下限截止频率

    4. 观察滤波器频率响应

    W=-600:0.1:600;                             %设置模拟频率
    [Hb,wb]=freqz(bb,ab,W,Fs);                  %求巴特沃斯滤波器频率响应
    plot(wb,20*log10(abs(Hb)),'b');             %作图
    xlabel('Hz');
    ylabel('幅值/dB');
    
    • 所画频谱不正确,未明白fft()和fftshift(fft())的区别

    *值得一提的是
    freqs(b,a,w)是针对模拟滤波器求频率响应,输入信号w的单位为rad/s
    freqz()是针对数字滤波器,当freqz(…,N,Fs)时,输入信号w的单位为fs

    附官方说明

    5. 观察滤波后信号频谱

    f=fft(b2);                            %b2是滤波后信号
    w=linspace(-512/2,512/2,length(b2));  %根据奈奎斯特采样定理,512/2为最大频率
    plot(w,abs(f));
    

    最后
    附上可以参考的实验
    实验

    展开全文
  • ButterWorth巴特沃斯滤波64B位 C++库,支持高通、低通、带通、带阻滤波。需要32位库请私信。 提供C#调用方法: public static class ButterFilter { [DllImport("V_Filter.dll", CharSet = CharSet.Ansi, ...
  • 用matlab m文件实现巴特沃斯滤波器,内附有详细的代码说明,和参数修改位置,根据个人需要可以随意设置参数
  • 龙源期刊网http://www.qikan.com.cn巴特沃斯数字低通滤波器设计及应用作者:汪其锐王桂华王永军来源:《山东工业技术》2016年第24期摘要:现实生活中存在各种各样的干扰和波动,但随着科技的发展与追求质量的要求,...
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