基于Matlab的数字滤波.ppt

基于Matlab的数字滤波器设计 ;基于Matlab的数字滤波器设计;1数字滤波器概述;1.1数字滤波器的分类;按频率特性分;按冲击响应分;按结构特点分;1.2 数字滤波器的表示方法 ;2.传递函数表示 ;3.单位响应冲击响应 输入单位冲击时间序列的滤波器输出序列;4.频率特性表示 频率特性是数字滤波器对正弦输入序列的响应 ;2 数字滤波器的优点 ;3 Matlab中的数字滤波器设计 ; 软件实现方式; 根据想消除的谐波次数，来确定参数的值。可以根据下式确定 ;例 假设一个系统的采样频率为1200Hz，要滤除直流分量和4,8,12次谐波 。 分析：由于奈奎斯特采样定理的限制，最多只能消除12次谐波 ，当采用减法滤波器时，经过计算所需差分方程为 ;在Matlab的M脚本下编写滤波函数，绘出幅频特性。 %设置减法滤波器的传递函数系数 a1=1,b1=[1 0 0 0 0 0 -1]; f=0:1:600; h1=abs(freqz(b1,a1,f,1200)); %由传递函数系数确定传递函数的幅频特性 H1=h1/max(h1); %绘出幅频特性 plot(f,H1); xlabel(f/Hz);ylabel(H1);;幅频特性;叠加直流分量和4、8次谐波 ，然后滤波 N=24; t1=(0:0.02/N:0.04); m=size(t1); %基波电压 va=100*sin(2*pi*50*t1); %叠加直流分量和4,8次谐波分量 va1=35+100*sin(2*pi*50*t1)+30*sin(4*pi*100*t1)+10*sin(8*pi*100*t1);;%采用减法滤波器滤掉va1中的直流分量和4,8次谐波分量 Y=zeros(1,6); for jj=7:m(2) Y(jj)=(va1(jj)-va1(jj-6))/1.414; end %输出波形, 每周期采样24个点，一个点相当于15度，6个点为90度，移项90度的波形和原始波形叠加后波形幅值会增大倍，为了便于比较，叠加后的波形幅值除以。 plot(t1,va,-ro,t1,va1,-bs,t1,Y,-g*); xlabel(t/s);ylabel(v/v); grid on;;硬件实现方式 ;参数设计区;Response type（滤波器类型）选项，包括lowpass（低通）、highpass（高通）、bandpass（带通）、bandstop（带阻）和特殊的FIR滤波器 ;Filter order（滤波器阶数）选项，定义滤波器的阶数，包括specify order（指定阶数）和minimum order（最小阶数）。在specify order中填入所要设计的滤波器的阶数（n阶滤波器，specify order＝n-1），如果选择minimum order则matlab根据所选择的滤波器类型自动使用最小阶数。 ;Frenquency specifications选项，可以详细定义频带的各参数，包括采样频率fs和频带的截止频率。它的具体选项由filter type选项和design method选项决定，bandpass（带通）滤波器需要定义fstop1（下阻带截止频率）、fpass1（通带下限截止频率）、fpass2（通带上限截止频率）、fstop2（上阻带截止频率），而lowpass（低通）滤波器只需要定义fstop1、fpass1。采用窗函数设计滤波器时，由于过渡带是由窗函数的类型和阶数所决定的，所以只需要定义通带截止频率，而不必定义阻带参数。;Magnitude specifications选项，可以定义幅值衰减的情况。例如设计带通滤波器时，可以定义wstop1（频率fstop1处的幅值衰减）、wpass（通带范围内的幅值衰减）、wstop2（频率fstop2处的幅值衰减）。当采用窗函数设计时，通带截止频率处的幅值衰减固定为6db，所以不必定义。; 为了更好的说明各种设计方法之间的差别，采用控制变量的方法，在其他条件不变的前提下，分别采用窗函数法（凯泽窗、汉宁窗、汉明窗、布莱克窗窗）、波纹逼近法、最小乘方法对FIR数字低通滤波器进行设计并比较，最终得出结论，说明各种设计方法的适用情况。 ;97阶凯泽窗;97阶汉明窗;97阶汉宁窗;97阶布莱克窗;波纹逼近法;最小乘方法;结论;示例 在小电流接地系统中注入83.3Hz的正弦信号，将其滤??。 分析：采用波纹逼近法，采样频率1000Hz。 假设输入电流为;;;;谢谢！