Matlab实现数字FIR的高通_、带通、低通、带阻滤波器的解析.pdf
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1、利用汉宁窗设计型数字高通滤波器 clear all; Wp=0.6*pi; Ws=0.4*pi; tr_width=Wp-Ws; %过渡带宽度 N=ceil(6.2*pi/tr_width % 滤波器长度 n=0:1:N-1; Wc=(Ws+Wp/2; %理想低通滤波器的截止频率 hd=ideal_hp1(Wc,N; %理想低通滤波器的单位冲激响应w_han=(hanning(N; % 汉宁窗 h=hd.*w_han; %截取得到实际的单位脉冲响应 db,mag,pha,w=freqz_m2(h,1; %计算实际滤波器的幅度响应delta_w=2*pi/1000; Ap=-(min(db(Wp
2、/delta_w+1:1:501 %实际通带纹波 As=-round(max(db(1:1:Ws/delta_w+1 %实际阻带纹波 subplot(221 stem(n,hd title(理想单位脉冲响应 hd(n subplot(222 stem(n,w_han title(汉宁窗 w(n subplot(223 stem(n,h title(实际单位脉冲响应 hd(n subplot(224 plot(w/pi,db title(幅度响应 (dB axis(0,1,-100,10 clear all; Wp=0.6*pi; Ws=0.4*pi; tr_width=Wp-Ws; %过渡带宽
3、度 N=ceil(6.2*pi/tr_width % 滤波器长度 n=0:1:N-1; Wc=(Ws+Wp/2; %理想低通滤波器的截止频率 hd=ideal_hp1(Wc,N; %理想低通滤波器的单位冲激响应w_han=(hanning(N; % 汉宁窗 h=hd.*w_han; %截取得到实际的单位脉冲响应 db,mag,pha,w=freqz_m2(h,1; %计算实际滤波器的幅度响应delta_w=2*pi/1000; Ap=-(min(db(Wp/delta_w+1:1:501 %实际通带纹波 As=-round(max(db(1:1:Ws/delta_w+1 %实际阻带纹波 sub
4、plot(221 stem(n,hd title(理想单位脉冲响应 hd(n subplot(222 stem(n,w_han title(汉宁窗 w(n subplot(223 stem(n,h title(实际单位脉冲响应 hd(n subplot(224 plot(w/pi,db title(幅度响应 (dB axis(0,1,-100,10 基于切比雪夫一致逼近法设计FIR 数字低通滤波器 clear all; f=0 0.6 0.7 1; %给定频率轴分点 A=1 1 0 0; %给定在这些频率分点上理想的幅频响应 weigh=1 10; %给定在这些频率分点上的加权 b=remez
5、(32,f,A,weigh; %设计出切比雪夫最佳一致逼近滤波器 h,w=freqz(b,1,256,1; h=abs(h; h=20*log10(h; subplot(211 stem(b,.; grid; title(切比雪夫逼近滤波器的抽样值 subplot(212 plot(w,h; grid; title(滤波器幅频特性 (dB 利用汉宁窗设计型数字带阻滤波器 clear all; Wpl=0.2*pi; Wph=0.8*pi; Wsl=0.4*pi; Wsh=0.6*pi; tr_width=min(Wsl-Wpl,(Wph-Wsh; % 过渡带宽度 N=ceil(6.2*pi/t
6、r_width % 滤波器长度 n=0:1:N-1; Wcl=(Wsl+Wpl/2; % 理想低通滤波器的截止频率 Wch=(Wsh+Wph/2; hd=ideal_bs(Wcl,Wch,N; %理想低通滤波器的单位冲激响应 w_hann=(hanning(N; %汉宁窗 h=hd.*w_hann; %截取得到实际的单位脉冲响应 db,mag,pha,w=freqz_m2(h,1; %计算实际滤波器的幅度响应 delta_w=2*pi/1000; Ap=-(min(db(1:1:Wpl/delta_w+1 % 实际通带纹波 As=-round(max(db(Wsl/delta_w+1:1:Ws
7、h/delta_w+1 %实际阻带纹波 subplot(221 stem(n,hd title(理想单位脉冲响应 hd(n subplot(222 stem(n,w_hann title(汉宁窗 w(n subplot(223 stem(n,h title(实际单位脉冲响应 hd(n subplot(224 plot(w/pi,db title(幅度响应 (dB axis(0,1,-100,10 利用三角窗设计型数字带通滤波器 clear all; Wpl=0.4*pi; Wph=0.6*pi; Wsl=0.2*pi; Wsh=0.8*pi; tr_width=min(Wpl-Wsl,(Wsh
8、-Wph; % 过渡带宽度 N=ceil(6.1*pi/tr_width % 滤波器长度 n=0:1:N-1; Wcl=(Wsl+Wpl/2; % 理想低通滤波器的截止频率 Wch=(Wsh+Wph/2; hd=ideal_bp2(Wcl,Wch,N; %理想低通滤波器的单位冲激响应 w_tri=(triang(N; % 三角窗 h=hd.*w_tri; % 截取得到实际的单位脉冲响应db,mag,pha,w=freqz_m2(h,1; % 计算实际滤波器的幅度响应 delta_w=2*pi/1000; Ap=-(min(db(Wpl/delta_w+1:1:Wph/delta_w+1 % 实
9、际通带纹波 As=-round(max(db(Wsh/delta_w+1:1:501 %实际阻带纹波 subplot(221 stem(n,hd title(理想单位脉冲响应 hd(n subplot(222 stem(n,w_tri title(三角窗 w(n subplot(223 stem(n,h title(实际单位脉冲响应 hd(n subplot(224 plot(w/pi,db title(幅度响应 (dB axis(0,1,-100,10 利用布拉克曼窗设计型数字带通滤波器 clear all; Wpl=0.4*pi; Wph=0.6*pi; Wsl=0.2*pi; Wsh=0
10、.8*pi; tr_width=min(Wpl-Wsl,(Wsh-Wph; % 过渡带宽度 N=ceil(11*pi/tr_width+1 % 滤波器长度 n=0:1:N-1; Wcl=(Wsl+Wpl/2; % 理想低通滤波器的截止频率 Wch=(Wsh+Wph/2; hd=ideal_bp1(Wcl,Wch,N; %理想低通滤波器的单位冲激响应 w_bman=(blackman(N; %布拉克曼窗 h=hd.*w_bman; %截取得到实际的单位脉冲响应 db,mag,pha,w=freqz_m2(h,1; %计算实际滤波器的幅度响应 delta_w=2*pi/1000; Ap=-(min
11、(db(Wpl/delta_w+1:1:Wph/delta_w+1 % 实际通带纹波 As=-round(max(db(Wsh/delta_w+1:1:501 %实际阻带纹波 subplot(221 stem(n,hd title(理想单位脉冲响应 hd(n subplot(222 stem(n,w_bman title(布拉克曼窗 w(n subplot(223 stem(n,h title(实际单位脉冲响应 hd(n subplot(224 plot(w/pi,db title(幅度响应 (dB axis(0,1,-100,10 利用海明窗设计型数字低通滤波器 clear all; Wp=
12、0.2*pi; Ws=0.4*pi; tr_width=Ws-Wp; %过渡带宽度 N=ceil(6.6*pi/tr_width+1 % 滤波器长度 n=0:1:N-1; Wc=(Ws+Wp/2; %理想低通滤波器的截止频率 hd=ideal_lp1(Wc,N; %理想低通滤波器的单位冲激响应 w_ham=(hamming(N; %海明窗 h=hd.*w_ham; %截取得到实际的单位脉冲响应 db,mag,pha,w=freqz_m2(h,1; %计算实际滤波器的幅度响应 delta_w=2*pi/1000; Ap=-(min(db(1:1:Wp/delta_w+1 % 实际通带纹波 As=
13、-round(max(db(Ws/delta_w+1:1:501 %实际阻带纹波 subplot(221 stem(n,hd title(理想单位脉冲响应 hd(n subplot(222 stem(n,w_ham title(海明窗 w(n subplot(223 stem(n,h title(实际单位脉冲响应 hd(n subplot(224 plot(w/pi,db title(幅度响应 (dB axis(0,1,-100,10 %- functiondb,mag,pha,w=freqz_m2(b,a %滤波器的幅值响应 (相对、绝对、相位响应 %db:相对幅值响应 %mag:绝对幅值响
14、应 %pha: 相位响应 %w 采样频率 ; %b 系统函数 H(z 的分子项 (对 FIR,b=h %a 系统函数 H(z 的分母项 (对 FIR,a=1 H,w=freqz(b,a,1000,whole; H=(H(1:1:501; w=(w(1:1:501; mag=abs(H; %绝对幅值响应 db=20*log10(mag+eps/max(mag; % 相对幅值响应 pha=angle(H; %相位响应 利用模拟 Butterworth 滤波器设计数字低通滤波器 % exa4-8_pulseDF for example4-8 % using Butterworth analog lo
15、wpass filter to design digital lowpass filter %利用模 拟 Butterworth 滤波器设计数字低通滤波器 %脉冲响应不变法 wp=0.2*pi; ws=0.3*pi; Rp=1; As=15; T=1; %性能指标 Rip=10(-Rp/20; Atn=10(-As/20; OmgP=wp*T; OmgS=ws*T; N,OmgC=buttord(OmgP,OmgS,Rp,As,s;%选取模拟滤波器的阶数 cs,ds=butter(N,OmgC,s; %设计出所需的模拟低通滤波器b,a=impinvar(cs,ds,T; % 应用脉冲响应不变法
16、进行转换%求得相对、绝对频响及相位、群迟延响应 db,mag,pha,grd,w=freqz_m(b,a; %下面绘出各条曲线 subplot(2,2,1; plot(w/pi,mag; title(幅频特性 ; xlabel(w(/pi; ylabel(|H(jw|; axis(0,1,0,1.1; set(gca,XTickMode,manual,XTick,0 0.2 0.3 0.5 1; set(gca,YTickMode,manual,YTick,0 Atn Rip 1; grid subplot(2,2,2; plot(w/pi,db; title(幅频特性 (dB; xlabel
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