基于matlab的数字滤波器设计及滤波仿真.docx
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基于matlab的数字滤波器设计及滤波仿真
基于matlab的数字滤波器设计及滤波仿真
山东科技大学电工电子实验教学中心
创新性实验结题报告
实验项目名称＿基于matlab的数字滤波器设计及滤波仿真＿
三个正弦信号用三种方法进行滤波分离
1.编程法、2.Simulink、3.SPTool法与FDATool法
2、实验内容
（1）设计三个频率混合的信号y，频率可设为100Hz、1000Hz、10000Hz；
（2）设计3个巴特沃斯模拟滤波器，分别为低通、高通、带通；
（3）用双线性变换法将设计好的巴特沃斯滤波器转换为数字滤波器；
（4）对混合信号y进行滤波；
（5）比较滤波前后信号各分量的变化；
（6）调试滤波器参数；
（8）Simulink仿真；
（9）SPTool仿真；
（10）总结报告。
3、实验步骤
（1）Matlab程序设计：
clc;
fs=4000;
t=0:
1/fs:
1;
x=sin（2*pi*20*t）+sin（2*pi*100*t）+sin（2*pi*200*t）;
%低通滤波器设计：
wp=2*30/fs;
ws=2*60/fs;
Rp=1;
As=30;
subplot（331）;
plot（t,x）;
title（'原始信号'）;
[N,wc]=buttord（wp,ws,Rp,As）;
[B,A]=butter（N,wc）;
[H,W]=freqz（B,A）;
y=filter（B,A,x）;
subplot（334）;
plot（W,abs（H））;
title（'低通滤波器'）;
subplot（337）;
plot（t,y）
title（'30Hz信号'）;
%高通滤波器设计：
wp=2*170/fs;
ws=2*120/fs;
Rp=20;
As=50;
subplot（332）;
plot（t,x）;
title（'原始信号'）;
[N,wc]=buttord（wp,ws,Rp,As）;
[B,A]=butter（N,wc,'high'）;
[H,W]=freqz（B,A）;
y=filter（B,A,x）;
subplot（335）;
plot（W,abs（H））;
title（'高通滤波器'）;
subplot（338）;
plot（t,y）;
title（'200Hz信号'）;
%带通滤波器设计：
fp=[70130];fs=[30170];
wp=2*fp/Fs;ws=2*fs/Fs;rp=0.5;rs=50;
subplot（333）;
plot（t,x）;
title（'原始信号'）;
[N,wc]=ellipord（wp,ws,rp,rs）;
[B,A]=ellip（N,rp,rs,wc）;
[H,w]=freqz（B,A）;
y=filter（B,A,x）;
subplot（336）;
plot（W,abs（H））;
title（'带通滤波器'）;
subplot（339）;
plot（t,y）;
title（'100Hz信号'）;
（2）Sinmulink仿真：
参数设计：
自上而下分别是频率为20Hz、200Hz、100Hz，三个滤波器分别为低通滤波器，高通滤波器和带通滤波器。
左边对原信号机进行观测，右边对滤波后的信号进行观测
（3）SPTool和FADtool应用：
：
SPTool主界面
导入原始信号数据
原始信号：
设计低通滤波器：
设计高通滤波器：
设计带通滤波器：
五、实验结果与分析
1、实验现象、数据记录
（1）Matlab程序设计：
（2）Sinmulink仿真：
*上图左边为经过低频滤波器滤波后的低频信号，右边为原低频信号
*上图左边为经过高频滤波器滤波后的低频信号，右边为原高频信号
*上图左边为经过带通滤波器滤波后的中频信号，右边为原中频信号
（3）SPTool和FADtool应用：
低通滤波后的信号：
高通滤波后的信号：
带通滤波后的信号：
指导教师签名：
年月日
2、对实验现象、数据及观察结果的分析与讨论：
经过程序设计的方法，Sinmulink仿真，SPTool和FADtool三种方法均能得到理想的结果；但三种方法各不相同，相比而言后者较前者操作简单；
3、主要关键和创新点：
用程序设计的方法，Sinmulink仿真，SPTool和FADtool应用分别进行滤波器设计，进过比较，发现，它们效果相同，而Sinmulink仿真比程序设计的方法简单，SPTool和FADtool又比Sinmulink操作上直观、方便。
可见Matlab的功能强大，实现方法多；作为应用人员，要了解每一种方法，并掌握最简单的方法。
Sinmulink的sin函数信号发生的频率
六、指导老师评语及得分：
签名：
年月日
七、中心意见：
中心主任：
年月日
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