用 MATLAB 直接法设计椭圆型数字高通滤波器,要求:通带ωp=0.3π,Rp=1dB;阻带ωs=0.2π,As=20dB。请描绘滤波器的绝对和相对幅频特性、相频特性、零极点分布图,列出系统传递函数式。
时间: 2024-03-08 21:49:18 浏览: 92
好的,我会尽力回答你的问题。首先需要说明的是,MATLAB 中设计椭圆型数字滤波器一般使用 `ellip` 函数,这个函数可以根据指定的通带、阻带参数以及其他设计要求来自动计算出滤波器的系数。下面是具体步骤:
1. 确定通带截止频率ωp和阻带截止频率ωs,计算通带和阻带的角频率ωp和ωs。
ωp = 0.3π
ωs = 0.2π
2. 确定通带最大衰减Rp和阻带最小衰减As,将其转换为分贝单位。
Rp = 1 dB
As = 20 dB
3. 使用 `ellipord` 函数计算出滤波器的阶数和截止频率。
[n, Wn] = ellipord(ωp, ωs, Rp, As);
4. 使用 `ellip` 函数计算出滤波器的系数。
[b, a] = ellip(n, Rp, As, Wn);
5. 绘制滤波器的幅频特性、相频特性和零极点分布图。
(1)绘制绝对幅频特性
```
freqz(b, a);
```
(2)绘制相频特性
```
[H, W] = freqz(b, a);
plot(W, angle(H));
```
(3)绘制零极点分布图
```
zplane(b, a);
```
6. 列出系统传递函数式。
系统传递函数式为:
```
H(z) = (b0 + b1 z^-1 + ... + bN z^-N) / (1 + a1 z^-1 + ... + aN z^-N)
```
相关问题
3、采用matlab直接法设计一个椭圆型数字高通滤波器,要求:ωp=0.3π,rp=1db; ωs=0
抱歉,作为语言模型,我并不具备直接操作软件的能力。但是,我可以提供一些思路和步骤供您参考。
要设计一个椭圆型数字高通滤波器,需要按照以下步骤进行:
1. 确定滤波器的通带截止频率、通带最大衰减和阻带截止频率。
根据题目要求,通带截止频率为ωp=0.3π,通带最大衰减为rp=1db,阻带截止频率为ωs=0。
2. 根据通带截止频率和阻带截止频率计算通带和阻带边界的数字频率。
通带边界的数字频率为Ωp=2tan(ωp/2),阻带边界的数字频率为Ωs=2tan(ωs/2)。
3. 根据通带最大衰减和阻带最小衰减,确定椭圆滤波器的阶数和极点位置。
根据椭圆滤波器的设计理论,阶数和极点位置的确定需要使用椭圆函数。这里不再赘述具体计算方法,可以参考相关文献或者使用专业的滤波器设计软件。
4. 根据极点位置计算滤波器的系数。
根据极点位置,可以计算出椭圆滤波器的系数。这里同样可以使用专业的滤波器设计软件进行计算。
5. 对滤波器进行验证和调整。
设计完成后,需要对滤波器进行验证和调整。可以使用matlab等工具对滤波器进行仿真和测试,检查滤波器的性能是否符合要求,并进行必要的调整。
以上是设计椭圆型数字高通滤波器的一般步骤,具体实现过程可能会涉及到一些细节问题,需要根据具体情况进行调整。
请按以下要求修改代码:用 MATLAB 直接法设计椭圆型数字高通滤波器,要求:通带ωp=0.3π,Rp=1dB;阻带ωs=0.2π,As=20dB。请描绘滤波器的绝对和相对幅频特性、相频特性、零极点分布图,列出系统传递函数式。ws1=0.15; ws2=0.85; %数字滤波器的阻带截止频率 ws=[ws1,ws2]; wp1=0.25;wp2=0.75; %数字滤波器的通带截止频率 wp=[wp1,wp2]; %求数字系统的频率特性[H,w]=freqz(b,a); Rp=1;As=20; %输人波器的通阻带衰减指标 [n,we]=cheb1ord(wp,ws,Rp,As); %计算阶数n和截止频率 [b,a]=cheby1(n,Rp,we); %直接求数字带通滤波器系数 [H,w]=freqz(b,a); %求数字系统的频率特性 dbH=20 * log10((abs(H)+eps)/max(abs(H)));%化为分贝值 subplot(2,2,1); plot(w/pi,abs(H)); title('幅频响应'); subplot(2,2,2); plot(w/pi,angle(H)); title('相频响应'); subplot(2,2,3); plot(w/pi,dbH); title('幅频响应 dB'); subplot(2,2,4); zplane(b,a); %根据H(z)绘制零极点
根据您的要求,代码已修改如下:
% 设计椭圆型数字高通滤波器
% 通带ωp=0.3π,Rp=1dB;阻带ωs=0.2π,As=20dB
wp = 0.3*pi; % 数字滤波器的通带截止频率
ws = 0.2*pi; % 数字滤波器的阻带截止频率
Rp = 1; % 通带波纹
As = 20; % 阻带衰减
[n, Wn] = ellipord(wp/pi, ws/pi, Rp, As); % 计算滤波器阶数和截止频率
[b, a] = ellip(n, Rp, As, Wn, 'high'); % 直接求数字高通滤波器系数
[H, w] = freqz(b, a); % 求数字系统的频率特性
% 绘制幅频响应、相频响应、幅频响应 dB 和零极点分布图
figure(1);
subplot(2,2,1);
plot(w/pi, abs(H));
title('幅频响应');
xlabel('归一化频率');
ylabel('|H(jw)|');
grid on;
subplot(2,2,2);
plot(w/pi, angle(H));
title('相频响应');
xlabel('归一化频率');
ylabel('<H(jw)');
grid on;
subplot(2,2,3);
plot(w/pi, 20*log10(abs(H)));
title('幅频响应 dB');
xlabel('归一化频率');
ylabel('|H(jw)| [dB]');
grid on;
subplot(2,2,4);
zplane(b, a);
title('零极点分布图');
grid on;
% 输出系统传递函数
[num, den] = tf2zp(b, a);
K = num(1) / den(1);
num = num / K;
den = den / K;
sys = tf(num, den);
disp('系统传递函数:');
disp(sys);
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