没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
基于MATLAB信号处理工具箱的数字滤波器设计与仿真.pdf
1.该资源内容由用户上传,如若侵权请联系客服进行举报
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
版权申诉
0 下载量 161 浏览量
2022-07-10
14:42:41
上传
评论
收藏 1.06MB PDF 举报
温馨提示
试读
12页
基于MATLAB信号处理工具箱的数字滤波器设计与仿真.pdf基于MATLAB信号处理工具箱的数字滤波器设计与仿真.pdf基于MATLAB信号处理工具箱的数字滤波器设计与仿真.pdf基于MATLAB信号处理工具箱的数字滤波器设计与仿真.pdf基于MATLAB信号处理工具箱的数字滤波器设计与仿真.pdf基于MATLAB信号处理工具箱的数字滤波器设计与仿真.pdf基于MATLAB信号处理工具箱的数字滤波器设计与仿真.pdf基于MATLAB信号处理工具箱的数字滤波器设计与仿真.pdf基于MATLAB信号处理工具箱的数字滤波器设计与仿真.pdf
资源推荐
资源详情
资源评论
基于 MATLAB 信号处理工具箱的数字滤波器设计与仿真
•
•
•
简介:传统的数字滤波器的设计过程复杂,计算工作量大,滤波特性调整困难,影
响了它的应用。本文介绍了一种利用 MATLAB 信号处理工具箱(Signal Processing
Toolbox)快速有效的设计由软件组成的常规数字滤波器的设计方法。给出了使用
MATLAB 语言进行程序设计和利用信号处理工具箱的FDATool 工具进行界面设计的详
细步骤。利用 MATLAB 设计滤波器,可以随时对比设计要求和滤波器特性调整参数,
直观简便,极大的减轻了工作量,有利于滤波器设计的最优化。本文还介绍了如何
利用 MATLAB 环境下的仿真软件 Simulink 对所设计的滤波器进行模拟仿真。
关键字:数字滤波器 MATLAB FIR IIR
一、引言:
在电力系统微机保护和二次控制中,很多信号的处理与分析都是基于对正弦基波和某些
整次谐波的分析,而系统电压电流信号(尤其是故障瞬变过程)中混有各种复杂成分,所以
滤波器一直是电力系统二次装置的关键部件【1】。目前微机保护和二次信号处理软件主要采
用数字滤波器。传统的数字滤波器设计使用繁琐的公式计算,改变参数后需要重新计算,在
设计滤波器尤其是高阶滤波器时工作量很大。利用 MATLAB 信号处理工具箱(Signal Proce
ssing Toolbox)可以快速有效的实现数字滤波器的设计与仿真。
1 数字滤波器及传统设计方法
数字滤波器可以理解为是一个计算程序或算法,将代表输入信号的数字时间序列转化为
代表输出信号的数字时间序列,并在转化过程中,使信号按预定的形式变化。数字滤波器有
多种分类,根据数字滤波器冲激响应的时域特征,可将数字滤波器分为两种,即无限长冲激
响应(IIR)滤波器和有限长冲激响应(FIR)滤波器。
IIR 数字滤波器具有无限宽的冲激响应,与模拟滤波器相匹配。所以IIR 滤波器的设计
可以采取在模拟滤波器设计的基础上进一步变换的方法。FIR 数字滤波器的单位脉冲响应是
有限长序列。它的设计问题实质上是确定能满足所要求的转移序列或脉冲响应的常数问题,
设计方法主要有窗函数法、频率采样法和等波纹最佳逼近法等。
在对滤波器实际设计时,整个过程的运算量是很大的。例如利用窗函数法【2】设计 M
阶 FIR 低通滤波器时,首先要根据(1)式计算出理想低通滤波器的单位冲激响应序列 ,然
后根据(2)式计算出M 个滤波器系数 。当滤波器阶数比较高时,计算量比较大,设计过程
中改变参数或滤波器类型时都要重新计算。
(1)
(2)
设计完成后对已设计的滤波器的频率响应要进行校核,要得到幅频相频响应特性,运算
量也是很大的。我们平时所要设计的数字滤波器,阶数和类型并不一定是完全给定的,很多
时候都是要根据设计要求和滤波效果不断的调整,以达到设计的最优化。在这种情况下,滤
波器的设计就要进行大量复杂的运算,单纯的靠公式计算和编制简单的程序很难在短时间内
完成设计。利用 MATLAB 强大的计算功能进行计算机辅助设计,可以快速有效的设计数字滤
波器,大大的简化了计算量,直观简便。
2 数字滤波器的 MATLAB 设计
2.1 FDATool 界面设计
2.1.1 FDATool 的介绍
FDATool(Filter Design & Analysis Tool)是 MATLAB 信号处理工具箱里专用的滤波
器设计分析工具,MATLAB6.0 以上的版本还专门增加了滤波器设计工具箱(Filter Design
Toolbox)。FDATool 可以设计几乎所有的基本的常规滤波器,包括FIR 和 IIR 的各种设计方
法。它操作简单,方便灵活。
FDATool 界面总共分两大部分,一部分是 Design Filter,在界面的下半部,用来设置
滤波器的设计参数,另一部分则是特性区,在界面的上半部分,用来显示滤波器的各种特性。
Design Filter 部分主要分为:
Filter 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。
Design Method(设计方法)选项,包括 IIR 滤波器的 Butterworth(巴特沃思)法、C
hebyshev Type I(切比雪夫 I 型)法、 Chebyshev Type II(切比雪夫 II 型) 法、Elli
ptic(椭圆滤波器)法和 FIR 滤波器的 Equiripple 法、Least-Squares(最小乘方)法、W
indow(窗函数)法。
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,例如 Ban
dpass(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。
剩余11页未读,继续阅读
资源评论
G11176593
- 粉丝: 6643
- 资源: 3万+
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功