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  • 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
  • 数字IIR带阻滤波器的设计 基于巴特沃斯法 1 数字带阻IIR滤波器设计 IIR数字滤波器在很多领域中有着广阔的应用与FIR数字滤波器相比,它可以用较低的阶数获得高选择性,所用存储单元少,经济而效率高,在相同门级规模和...
  • matlab巴特沃斯滤波器用法

    万次阅读 2019-05-30 18:25:25
    基于matlab 的数字滤波器 clear clc fs = 22050; wp=0.1*pi;%通带截止频率 ws=0.4*pi;%阻带截止频率 Rp=3;%通带衰减率 Rs=75;%阻带衰减率 Fs=22050; Ts=1/Fs; wp1=2/Ts*tan(wp/2); ...

    基于matlab 的数字滤波器

    
    
    clear
    clc
    fs = 22050;
    wp=0.1*pi;%通带截止频率
    ws=0.4*pi;%阻带截止频率
    Rp=3;%通带衰减率
    Rs=75;%阻带衰减率
    Fs=22050;
    Ts=1/Fs;
    wp1=2/Ts*tan(wp/2);                 %将模拟指标转换成数字指标
    ws1=2/Ts*tan(ws/2); 
    [N,Wn]=buttord(wp1,ws1,Rp,Rs,'s');  %选择滤波器的最小阶数,求出3db的截止频率
    [Z,P,K]=buttap(N);                  %创建butterworth模拟滤波器,零点,极点,增益
    [Bap,Aap]=zp2tf(Z,P,K);
    [b,a]=lp2lp(Bap,Aap,Wn);   
    [bd,ad]=bilinear(b,a,Fs);      %用双线性变换法实现模拟滤波器到数字滤波器的转换
    [h,w]=freqz(bd,ad); 
    figure(1)
    subplot(111);
    plot(w*fs/(2*pi),abs(h))
    grid;
    title('滤波器的性能分析'); 
    figure(2)
    [x,fs]=audioread('wslhjz.wav');
    n=length(x);
    f=fs*(0:fix(n/2-1))/n;%归一化
    X=fft(x);
    z=filter(bd,ad,x);
    subplot(211);
    plot(x);
    title('原始信号的波形');
    subplot(212);
    plot(z);
    title('滤波后信号的波形'); 
    figure(3)
    sound(z,fs);
    subplot(211);
    plot(f,abs(X(1:fix(n/2))));
    title('原始信号的频谱');
    xlabel('Hz');
    Z=fft(z);
    subplot(212);
    plot(f,abs(Z(1:fix(n/2)))); 
    title('滤波后的信号频谱');
    xlabel('Hz');
    
    
    
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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
  • 计划用主频为40Hz的雷克子波,傅里叶变换后,利用巴特沃斯高通滤波器滤除5,7,15Hz及以下的频率,以下为我写的程序及滤波后所得结果,有两个问题需要请教:1.滤波后所得频谱图(图二)的横坐标没有从零开始,2.感觉效果...

    计划用主频为40Hz的雷克子波,傅里叶变换后,利用巴特沃斯高通滤波器滤除5,7,15Hz及以下的频率,以下为我写的程序及滤波后所得结果,有两个问题需要请教:1.滤波后所得频谱图(图二)的横坐标没有从零开始,2.感觉效果不太好,理想为类似图三样子,我的结果为图一,图二样子,希望大神可以帮忙看看,哪里修要修改,谢谢。

    clear all

    clc

    Fs=1000;N=600;

    n=0:N;t=n/Fs;

    the_w=rick(40,0.001,599);%理论子波

    subplot(2,2,1)

    plot(the_w);

    title('雷克子波');

    fthe_w=abs(fft(the_w));

    % f=n*Fs/N;

    f=linspace(0,1000,N);

    subplot(1,2,1),plot(the_w);

    title('雷克子波');

    subplot(1,2,2),plot(f,fthe_w);

    title('子波振幅谱');

    fs=1000;

    wp1=2*50/fs;%通带频率

    ws1=2*5/fs;%阻带频率

    wp2=2*50/fs;%通带频率

    ws2=2*7/fs;%阻带频率

    wp3=2*50/fs;%通带频率

    ws3=2*15/fs;%阻带频率

    As=80;%阻带波动(dB)

    Rp=1;%通带波动(dB)

    %  N代表滤波器阶数,Wc代表滤波器3db处的截止频率,这两个参数可使用buttord函数来确定,WP是通带截止频率,WS是阻带截止频率。需要除以采样率的一半进行归一化

    % 调用freqz()函数计算系统的频率响应

    [N1,wc1]=buttord(wp1,ws1,Rp,As);

    [B1,A1]=butter(N1,wc1);

    [H1,W1]=freqz(B1,A1);

    yf1=filtfilt(B1,A1,fthe_w); % 零相移数字滤波器

    [N2,wc2]=buttord(wp2,ws2,Rp,As);

    [B2,A2]=butter(N2,wc2);

    [H2,W2]=freqz(B2,A2);

    yf2=filtfilt(B2,A2,fthe_w); % 零相移数字滤波器

    [N3,wc3]=buttord(wp3,ws3,Rp,As);

    [B3,A3]=butter(N3,wc3);

    [H3,W3]=freqz(B3,A3);

    yf3=filtfilt(B3,A3,fthe_w); % 零相移数字滤波器

    figure

    % plot(fthe_w(1:100));

    % hold on

    plot(yf1(1:100),'r');

    % hold off

    hold on

    plot(yf2(1:100),'g');

    hold off

    hold on

    plot(yf3(1:100),'y');

    legend('缺失5Hz低频','缺失7Hz低频','缺失15Hz低频','Location','Best');

    axis([0 100 0 12]);

    title('滤波后');

    hold off

    wave0=real(ifft(yf1));

    wave1=[wave0(301:600) wave0(1:300)];

    wave2=real(ifft(yf2));

    wave3=[wave2(301:600) wave2(1:300)];

    wave4=real(ifft(yf3));

    wave5=[wave4(301:600) wave2(1:300)];

    figure

    % plot(the_w(250:350));

    % hold on

    plot(wave1(250:350),'r');

    % hold off

    hold on

    plot(wave3(250:350),'g');

    hold off

    hold on

    plot(wave5(250:350),'y');

    legend('缺失5Hz低频','缺失7Hz低频','缺失15Hz低频','Location','Best');

    hold off

    2020-5-26 18:25 上传

    b4d287d1aacbf0cf95a77c41289acfe6.gif

    c5006d1a5b4047f80d42a7082635a87b.gif

    图三

    45e17c3df39400b22bde8a63c621b4b2.png

    2020-5-26 18:24 上传

    b4d287d1aacbf0cf95a77c41289acfe6.gif

    c5006d1a5b4047f80d42a7082635a87b.gif

    图二

    220fe9d11b8f284ba9b098ee11874112.png

    2020-5-26 18:24 上传

    b4d287d1aacbf0cf95a77c41289acfe6.gif

    c5006d1a5b4047f80d42a7082635a87b.gif

    图一

    2fe5083df3e03a819ea5a5bfb7bcf61d.png

    6712fa43d918eeacb445e51bf896eabe.gif

    2020-5-26 18:21 上传

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    雷克子波源码

    展开全文
  • 巴特沃斯滤波器

    2016-01-22 15:22:06
    巴特沃斯滤波器主程序以及相应的m文件,matlab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 巴特沃斯滤波器
  • MATLAB编程产生原始信号,设计(分步设计与直接设计)巴特沃斯滤波器(包括IIR低通高通、FIR低通高通)并进行滤波。绘制图形观察。原理叙述清晰,注释明了,便于依据实际需要进行修改。
  • 数字信号处理课程设计 2015 年 6 月 25 日 1 目 录 一设计目的 3 二设计要求 3 三设计内容 4 3.1 选择巴特涡斯...7 3.5 数字滤波器的设计步骤 7 四用 matlab 实现巴特沃斯低通数字滤波器的仿真并分析 . 9 4.1 巴特沃斯
  • matlab 图像滤波 巴特沃斯滤波器 butter
  • 这里用的是250HZ的采样频率,低通截止频率为20HZ,6阶巴特沃斯滤波器。 设置好参数后,点最下方的“Design Filter”,生成参数。 然后在菜单File下Export导出参数: 点Export后即可在工作区看到导出的数据Hd. ...

    环境:matlab2014a
    工具:Filter Design & Analysis Tool
    参数设置如下图:

    在这里插入图片描述

    这里用的是250HZ的采样频率,低通截止频率为20HZ,6阶巴特沃斯滤波器。
    在这里插入图片描述
    设置好参数后,点最下方的“Design Filter”,生成参数。
    然后在菜单File下Export导出参数:

    在这里插入图片描述

    点Export后即可在工作区看到导出的数据Hd.
    最后使用命令行将参数转换为C语言可用的参数表:

    [b,a]=sos2tf(Hd.sosMatrix,Hd.ScaleValues)
    可得到b和a参数表:
    b =
    1.0e-03 *
    0.0231 0.1388 0.3470 0.4627 0.3470 0.1388 0.0231
    a =
    1.0000 -4.5450 8.7464 -9.0984 5.3862 -1.7181 0.2305

    使用之前得到的参数[b,a]:
    b =
    1.0e-03 *
    0.0231 0.1388 0.3470 0.4627 0.3470 0.1388 0.0231
    a =
    1.0000 -4.5450 8.7464 -9.0984 5.3862 -1.7181 0.2305
    在C语言中,首先声明数组,存放这些参数:
    float b[7]={0.0000231,0.0001388,0.0003470,0.0004627,0.0003470,0.0001388,0.0000231};
    float a[7]={1,-4.5450,8.7464,-9.0984,5.3862,-1.7181,0.2305};
    再声明另两个数组:
    float xBuf[7]={0,0,0,0,0,0,0};
    float yBuf[7]={0,0,0,0,0,0,0};
    然后使用函数:
    float IIRLowPass(float x)
    {
    int i;
    //运算之前Buf向前移动一个位置,以保存之前Buf的数据;
    for(i=6; i>0; i–)
    {
    yBuf[i] = yBuf[i-1];
    xBuf[i] = xBuf[i-1];
    }
    xBuf[0] = x;
    yBuf[0] = 0;
    for(i=1;i<7;i++)
    {
    yBuf[0] = yBuf[0] + b2[i]*xBuf[i];
    yBuf[0] = yBuf[0] - a2[i]*yBuf[i];
    }
    yBuf[0] = yBuf[0] + b2[0]*xBuf[0];
    return yBuf[0];
    }

    最终实现C语言滤波器设计。

    展开全文
  • 数字信号处理课程设计 2015 年 6 月 25 日 1 目 录 设 计 目 的 .2 设 计 要 求 .3 设 计 内 容 .3 3.1 选 择 巴 特 涡 斯 低 通 数 据 滤 波 器 及 双 线 性 变 换 法 的 原 因 .3 3.2 巴 特 沃 思 低 通 滤 波 器 ...
  • 设计低通,高通,带通或带阻巴特沃斯滤波器,取决于ftype元素的数值和元素的数量Wn。 ftype-过滤器类型可选值:'low'|'bandpass'|'high'|'stop' 过滤器类型,指定为以下之一: 'low'指定具有截止频率的低通...
  • matlab设计巴特沃斯滤波器小结

    千次阅读 2019-10-09 03:38:05
    低通滤波器介绍(low-passfilter)   对于不同滤波器而言,每个频率的信号的减弱程度不同。当使用在音频应用时,它有时被称为高频剪切滤波器, 或高音消除滤波器。  低通滤波器概念有许多不同的形式,其中包括...
  • 数字信号处理课程设计 日25 年 6 月2015 1 目 录 一设计目的 .3 二设计要求 .3 三设计内容 .4 3.1选择巴特涡斯低通数据滤波器及双线性变换法的原因 .4 3.2巴特沃思低通滤波器的基本原理 .4 3.3双线性变换法原理 .
  • 这里用的是250HZ的采样频率,低通截止频率为20HZ,6阶巴特沃斯滤波器。 设置好参数后,点最下方的“Design Filter”,生成参数。 然后在菜单File下Export导出参数: 点Export后即可在工作区看到导出的数据Hd. ...
  • Matlab里设计了一种巴特沃斯带通滤波器,适合初学者使用
  • 巴特沃斯滤波器(内含完整的MATLAB代码)
  • 上一个文章具体介绍了怎么用MATLAB生成滤波器参数,这些参数在C语言中使用可实现滤波器设计效果。这里就主要介绍这些参数怎么在C语言中使用。 使用之前得到的参数[b,a]: b = 1.0e-03 * 0.0231 0.1388 0.3470 0.4627...
  • matlab巴特沃斯高通滤波器

    万次阅读 2018-05-28 20:38:55
    I1=imread('原图.jpg'); figure(1);imshow(I1); title('原图'); m=double(I1); f=fft2(m); f=fftshift(f); [N1,N2]=size(f);...title('巴特沃斯高通滤波d0=10');...imwrite(B,'巴特沃斯高通滤波d0=10.jpg')
  • matlab编写的高通IIR巴特沃斯滤波器及其滤波.自己写的,简单易懂。。。对初学者很有用。。。需要设计相关程序的话可以借鉴一下
  • 低通IIR巴特沃斯滤波器的设计及其如何滤波。自己写的,简单易懂。。。对初学者很有用。。。需要设计相关程序的话可以借鉴一下
  • 巴特沃斯数字带通滤波器《数字信号处理》课程设计报告设计课题 滤波器设计与实现专业班级姓 名学 号报告日期 2012年12月目录1. 课题描述2. 设计原理2.1 滤波器的分类2.2 数字滤波器的设计指标2.3 巴特沃斯数字带阻...
  • 该文档包含了巴特沃斯滤波器、切比雪夫1、2滤波器以及椭圆函数形滤波器分别在低通、高通、帯通、帯阻的matlab代码实现。
  • 这是使用matlab编写的在模拟域变换的巴特沃斯低通滤波器
  • IIR巴特沃斯滤波器实现(内含完整的MATLAB代码、CCS3.3软件仿真代码以及DSP实习报告)
  • %% IIR低通滤波器 % 模拟低通滤波器设计 Wp=2*pi*500; %通带截止频率 Ws=2*pi*1000; %阻带截止频率 Ap=2; %通带截止衰减db As=30; %阻带截止衰减db [n,Wn]=buttord(Wp,Ws,Ap,As,'s'); [b,a]=butter(n,Wn,'s'); %...

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