数字高通巴特沃斯滤波器的设计

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1、目录摘要……………………………………………………………………1Abstract…………………………………………………………………1引言…………………………………………………………………11.数字高通滤波器的设计原理…………………………………………11.1双线性变换法简介………………………………………………11.2方案论证及确定…………………………………………………22.设计步骤……………………………………………………………23.设计方案……………………………………………………………33.1解析计算…………………………………

2、………………………33.2MATLAB程序仿真…………………………………………………4结束语……………………………………………………………………7参考文献…………………………………………………………………8数字高通巴特沃斯滤波器的设计学生姓名：来马成学号：20095044001学院：物理电子工程学院专业：电子科学与技术指导老师：仓玉萍职称：讲师重点摘要：本文基于巴特沃斯高通滤波器的设计原理及双线性变换，介绍了数字高通滤波器的设计原理和设计步骤，并结合MATLAB实现数字高通巴特沃斯滤波器的仿真。该设计证明数字高通巴特沃斯滤

3、波器具有平稳的幅频特性。关键词：巴特沃斯；模拟低通；数字高通；频率；MATLAB仿真TheAnalysisofDigitalButterworthHigh-PassFilterDesignAbstract:BasedontheButterworthhigh-passfilterdesignprincipleandthebilineartransform,thispaperintroducedigitalhigh-passfilterdesignprinciplesanddesignsteps,andwiththehelpo

4、fMATLABasimulationondigitalhighpassButterworthfilterissuccessfullyfinished.ThedesigndemonstratesthattheButterworthhigh-passfilterhassmoothamplitudefrequencycharacteristics.Keywords:Butterworth；Analoglow-passfilter；Digitalhigh-passfilter；Frequency；MATLABsimulation引

5、言滤波器是一种对信号有处理作用的器件或电路。现代滤波器设计，多是采用滤波器变换的方法加以实现,主要是通过对低通原型滤波器进行频率变换,来得到新的目标滤波器。理想的低通滤波器应该能使所有低于截止频率的信号无损通过，而所有高于截止频率的信号都应该被无限的衰减，从而在幅频特性曲线上呈现矩形。理想的特性是无法实现的，所有的设计是力图逼近矩形滤波器的特性。根据所选的逼近函数的不同，可以得到不同的响应。由于“巴特沃斯响应”带通滤波器具有平坦的响应特性，所以通常会选用“巴特沃斯响应”。1.数字高通滤波器的设计原理IIR滤波器设计的主要方

6、法是先设计低通模拟滤波器，然后转换为高通、带通或带阻数字滤波器。对于其他，如高通、带通，则通过频率变换转换为相应的高通，带通等。1.1双线性变换法简介9双线性变换法是从频域出发，使数字滤波器的频率响应与模拟滤波器的频率响应相似的一种变换法。直接使数字滤波器的频率响应，逼近模拟滤波器的频率响应,从而求得H(z)。优点：避免了频率响应的混迭；在特定数字滤波器和特定模拟滤波器处，频率响应是严格相等的，它可以较准确地控制截止频率的位置。缺点：除了零频率附近，与之间严重非线性，即线性相位模拟滤波器变为非线性相位数字滤波器；对于分段常

7、数型模拟滤波器，经双线性变换后，仍得到幅频特性为分段常数的数字滤波器，但在各个分段边缘的临界频率点产生畸变，这种频率的畸变，可通过频率预畸变加以校正。1.2方案论证及确定方案类型：①方案一：模拟-模拟-数字从归一化模拟低通原型出发，先在模拟域内经频率变换成为所需类型的模拟滤波器；然后进行双线性变换，由S域变换到Z域，而得到所需类型的数字滤波器如图1所示。归一化模拟低通原型数字高、带通或带阻模拟高、带通或带阻S域数字化频带变换双线性变换图1先频带变换再离散②方案二：模拟-数字-数字先进行双线性变换，将模拟低通原型滤波器变换成

8、数字低通滤波器，然后在Z域内经数字频率变换为所需类型的数字滤波器，如图2所示。数字低通原型归一化模拟低通原型数字低通、高通、带通、带阻数字化z域双线性变换频带变换图2先离散再频率变换方案讨论：方案一先设计一个合适的模拟滤波器，然后再变换成满足预定指标的数字滤波器，这种方法方便，且模拟的网络综合理论已经发