lvboqi.rar_切比雪夫滤波器资源-CSDN文库

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139 浏览量 2022-09-22 23:17:01 上传评论收藏 895B RAR 举报

在信号处理领域，滤波器设计是至关重要的环节，它涉及到如何有效地去除噪声、提取有用信号或者改变信号的频谱特性。本主题聚焦于三种经典的数字滤波器设计：巴特沃斯滤波器（Butterworth Filter）、切比雪夫滤波器（Chebyshev Filter）以及椭圆滤波器（Elliptic Filter），并将它们进行对比分析。通过“lvboqi.rar”压缩包中的“lvboqi.m”文件，我们可以深入理解这些滤波器的原理和特性。巴特沃斯滤波器以其平坦的通带和阻带衰减而闻名。它在通带内具有最平坦的增益，且没有纹波，但在截止频率处的滚降速率较慢，通常为每倍频程20dB。这种滤波器适用于对相位响应要求不严格但需要平滑通带的场景。切比雪夫滤波器分为I型和II型，其中I型滤波器在通带内有纹波，但在阻带的衰减速度更快，可以更快地达到指定的截止频率。II型滤波器则是在阻带内有纹波。切比雪夫滤波器的优势在于可以在有限的阶数下实现更陡峭的过渡带，牺牲的是通带或阻带内的波动。在“lvboqi.m”文件中，可能会通过绘制不同类型的切比雪夫滤波器的幅频响应，来展示其特点。椭圆滤波器，也称为Cauer滤波器，是这三种滤波器中性能最优的，它可以在指定的阶数下同时实现最快的滚降率和最小的通带纹波。然而，椭圆滤波器的代价是相位响应的非线性，这可能在某些应用中不可接受。文件“lvboqi.m”很可能展示了椭圆滤波器与其他两种滤波器在相同设计参数下的比较，包括所需的滤波器阶数和各自的幅频响应。在实际应用中，选择哪种滤波器取决于具体的需求。例如，音频处理可能更倾向于巴特沃斯滤波器的平坦响应，而通信系统可能更偏好切比雪夫或椭圆滤波器的快速滚降特性。在“lvboqi.m”代码中，我们可以学习到如何使用MATLAB或其他类似的信号处理工具来设计和比较这些滤波器，这对于理解和实现数字信号处理算法是非常有价值的。滤波器设计是信号处理的基础，巴特沃斯、切比雪夫和椭圆滤波器各有优劣，适配不同的应用场景。通过“lvboqi.rar”中的资源，我们可以深入学习和实践这些滤波器的设计与性能评估，从而提升在信号处理领域的专业技能。

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%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%巴特沃斯、切比雪夫I型、椭圆低通滤波器 %%% %%%同参数的幅频特性图和所需阶数的设计比较%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %fpp = input('请输入通带截止频率(KHz)：'); %fss = input('请输入阻带截止频率(KHz)：'); %Rp = input('请输入通带最大衰减(dB)：'); %As = input('请输入通带最小衰减(dB)：'); %fp = fpp * 1000; %fs = fss * 1000; fp = 20000;fs = 28000;Rp = 3;As = 40; %巴特沃斯——滤波器设计 [N_but,fc_but] = buttord(fp,fs,Rp,As,'s'); %计算率波器的阶数和3dB截止频率 disp(['巴特沃斯滤波器所需阶数：',num2str(N_but)]); disp(['巴特沃斯滤波器通带截止频率(KHz)：',num2str(fc_but/1000)]); [B,A] = butter(N_but,fc_but,'s'); %计算低通滤波器系统函数分子分母多项式 [hf,f] = freqs(B,A,1024*16); %计算系统频率响应 %切比雪夫I型——滤波器设计 [N_che,fc_che] = cheb1ord(fp,fs,Rp,As,'s'); disp(['切比雪夫I型滤波器所需阶数：',num2str(N_che)]); disp(['切比雪夫I型滤波器通带截止频率(KHz)：',num2str(fc_che/1000)]); [B1,A1] = cheby1(N_che,Rp,fc_che,'s'); [hf1,f1] = freqs(B1,A1,1024*16); %椭圆——滤波器设计 [N_ell,fc_ell] = ellipord(fp,fs,Rp,As,'s'); disp(['椭圆滤波器所需阶数：',num2str(N_ell)]); disp(['椭圆滤波器通带截止频率(KHz)：',num2str(fc_ell/1000)]); [B2,A2] = ellip(N_ell,Rp,As,fc_ell,'s'); [hf2,f2] = freqs(B2,A2,1024*16); subplot(1,20,[1,16]); plot(f/1000,20*log10(abs(hf)),... f1/1000,20*log10(abs(hf1)),':',... f2/1000,20*log10(abs(hf2)),'--','linewidth',2); grid on,xlabel('频率（KHz）'),ylabel('幅度（dB）'); title('巴特沃斯、切比雪夫I型、椭圆模拟滤波器幅频特性图'); axis([0,(fs/1000)*1.1,-As-5,5]); line([0,(fs/1000)*1.1],[-Rp,-Rp]);%通带最大衰减标识线 line([fp/1000,fp/1000],[-As-5,5]);%通带截止频率标识线 legend('Butterworth','Chebyshev','Elliptic'); N = [N_but;N_che;N_ell]'; subplot(1,20,[18 20]); bar(N,'group'); title('滤波器阶数');