c++实现巴特沃斯带通滤波器

时间: 2023-05-30 21:07:19 浏览: 718
巴特沃斯带通滤波器是一种数字滤波器,它可以通过改变滤波器的截止频率和阶数来调整其频率响应。以下是一种用C语言实现的巴特沃斯带通滤波器的示例代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #define PI 3.14159265358979323846 // 求解倒数 double reciprocal(double x) { return 1.0 / x; } // 求解复数的实部 double real(double complex x) { return creal(x); } // 求解复数的虚部 double imag(double complex x) { return cimag(x); } // 求解巴特沃斯带通滤波器的系数 void butterworth_bandpass(int order, double f_low, double f_high, double sample_rate, double *b_coef, double *a_coef) { double complex s[order * 2], z[order * 2]; double Wn_low = 2 * PI * f_low / sample_rate, Wn_high = 2 * PI * f_high / sample_rate; double complex Hs, Hz; double a = 0, b = 0, c = 0, d = 0; int i, j; // 计算极点 for (i = 1; i <= order; i++) { s[i - 1] = cexp(I * PI / (2 * order) * (2 * i - 1 + order)); s[2 * order - i] = conj(s[i - 1]); } // 变换到数字域 for (i = 0; i < order * 2; i++) { z[i] = (2 * PI * sample_rate + s[i]) / (2 * PI * sample_rate - s[i]); } // 计算系数 for (i = 0; i < order * 2; i++) { Hs = 1; for (j = 0; j < order * 2; j++) { if (j != i) { Hs *= (s[i] - s[j]); } } Hz = 1; for (j = 0; j < order * 2; j++) { if (j != i) { Hz *= (z[i] - z[j]); } } a += real(Hs / Hz); b += real((Wn_high + Wn_low) * Hs / Hz); c += real(Wn_high * Wn_low * Hs / Hz); d += real(Hz / Hs); } a /= d; b /= d; c /= d; d = 1; // 归一化系数 for (i = 0; i <= order; i++) { a_coef[i] = 0; b_coef[i] = 0; } b_coef[0] = (c + b + 1) / 2; b_coef[1] = -(c - b + 1) / 2; b_coef[2] = (c + b + 1) / 2; a_coef[0] = 1; a_coef[1] = -(2 * a - 2) / (c + b + 1); a_coef[2] = (a - b + c - 1) / (c + b + 1); } // 应用巴特沃斯带通滤波器 void apply_butterworth_bandpass(double *data, int length, int order, double f_low, double f_high, double sample_rate) { double b_coef[3], a_coef[3]; double x[order + 1], y[order + 1]; int i, j; // 计算滤波器系数 butterworth_bandpass(order, f_low, f_high, sample_rate, b_coef, a_coef); // 初始化状态变量 for (i = 0; i <= order; i++) { x[i] = 0; y[i] = 0; } // 应用滤波器 for (i = 0; i < length; i++) { x[0] = data[i]; y[0] = b_coef[0] * x[0] + b_coef[1] * x[1] + b_coef[2] * x[2] - a_coef[1] * y[1] - a_coef[2] * y[2]; for (j = order; j >= 1; j--) { x[j] = x[j - 1]; y[j] = y[j - 1]; } data[i] = y[0]; } } int main() { double data[] = {0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0}; int length = sizeof(data) / sizeof(double); int order = 2; double f_low = 0.2, f_high = 0.3, sample_rate = 1.0; int i; // 应用巴特沃斯带通滤波器 apply_butterworth_bandpass(data, length, order, f_low, f_high, sample_rate); // 输出滤波后的数据 for (i = 0; i < length; i++) { printf("%f ", data[i]); } printf("\n"); return 0; } ``` 该代码实现了一个二阶巴特沃斯带通滤波器,可以通过修改`order`、`f_low`、`f_high`和`sample_rate`来调整滤波器的阶数、截止频率和采样率。在`main`函数中,我们定义了一个包含10个数据点的测试数据,并使用该滤波器对其进行滤波,最后输出滤波后的数据。

相关推荐

最新推荐

recommend-type

华为OD机试D卷 - 用连续自然数之和来表达整数 - 免费看解析和代码.html

私信博主免费获取真题解析以及代码
recommend-type

Screenshot_2024-05-10-20-21-01-857_com.chaoxing.mobile.jpg

Screenshot_2024-05-10-20-21-01-857_com.chaoxing.mobile.jpg
recommend-type

数字图像处理|Matlab-频域增强实验-彩色图像的频域滤波.zip

数字图像处理|Matlab-频域增强实验-彩色图像的频域滤波.zip
recommend-type

2024-2030中国定向转向膜市场现状研究分析与发展前景预测报告.docx

2024-2030中国定向转向膜市场现状研究分析与发展前景预测报告
recommend-type

开源工时填报管理系统安装包

开源工时填报管理系统安装包
recommend-type

zigbee-cluster-library-specification

最新的zigbee-cluster-library-specification说明文档。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成

![实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/10eb2e6972b3b6086286fc64c0b3ee41.jpeg) # 1. 实时数据湖架构概述** 实时数据湖是一种现代数据管理架构,它允许企业以低延迟的方式收集、存储和处理大量数据。与传统数据仓库不同,实时数据湖不依赖于预先定义的模式,而是采用灵活的架构,可以处理各种数据类型和格式。这种架构为企业提供了以下优势: - **实时洞察:**实时数据湖允许企业访问最新的数据,从而做出更明智的决策。 - **数据民主化:**实时数据湖使各种利益相关者都可
recommend-type

spring添加xml配置文件

1. 创建一个新的Spring配置文件,例如"applicationContext.xml"。 2. 在文件头部添加XML命名空间和schema定义,如下所示: ``` <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
recommend-type

JSBSim Reference Manual

JSBSim参考手册,其中包含JSBSim简介,JSBSim配置文件xml的编写语法,编程手册以及一些应用实例等。其中有部分内容还没有写完,估计有生之年很难看到完整版了,但是内容还是很有参考价值的。