c++实现巴特沃斯带通滤波器代码

时间: 2023-06-02 21:01:37 浏览: 45
巴特沃斯带通滤波器是一种常见的数字信号处理滤波器,可以用于滤除某些频率范围内的噪声信号,保留其他频率范围内的信号。下面是一份C语言实现的巴特沃斯带通滤波器代码示例: ```c #include <math.h> #define PI 3.14159265358979323846 typedef struct { int order; // 阶数 float fc1; // 通带截止频率1 float fc2; // 通带截止频率2 float fs; // 采样频率 float a[10]; // 系数a float b[10]; // 系数b } ButterworthFilter; void butterworth_bandpass_init(ButterworthFilter *filter, int order, float fc1, float fc2, float fs) { filter->order = order; filter->fc1 = fc1; filter->fc2 = fc2; filter->fs = fs; float W1 = 2 * PI * fc1 / fs; float W2 = 2 * PI * fc2 / fs; float alpha1 = sin(W1) / (2 * order); float alpha2 = sin(W2) / (2 * order); float beta = cos((W1 + W2) / 2) / 2; float gamma = 1 / tan((W2 - W1) / 2); float a0 = 1 + alpha1; float b0 = 1 + alpha2; for (int i = 0; i < order; i++) { filter->a[i] = 2 * cos((2 * i + 1) * PI / (2 * order)) / a0; filter->b[i] = 2 * cos((2 * i + 1) * PI / (2 * order)) / b0; } filter->a[order] = (1 - alpha1) / a0; filter->b[order] = (1 - alpha2) / b0; filter->a[order + 1] = -beta * gamma / a0; filter->b[order + 1] = beta * gamma / b0; filter->a[order + 2] = -(1 - alpha1) / a0; filter->b[order + 2] = -(1 - alpha2) / b0; filter->a[order + 3] = 0; filter->b[order + 3] = 0; } float butterworth_bandpass_filter(ButterworthFilter *filter, float input) { float output = input; for (int i = 0; i < filter->order; i++) { float temp = output; output = filter->a[i] * output + filter->b[i] * filter->a[filter->order + i] - filter->b[filter->order + i] * filter->a[filter->order + i] + filter->b[filter->order + i] * temp; } return output; } ``` 使用方法: ```c int main() { ButterworthFilter filter; butterworth_bandpass_init(&filter, 4, 50, 100, 1000); float input = 0.0; float output = 0.0; for (int i = 0; i < 1000; i++) { output = butterworth_bandpass_filter(&filter, input); input = sin(2 * PI * 50 * i / 1000) + sin(2 * PI * 100 * i / 1000); printf("%f\n", output); } return 0; } ``` 在上面的例子中,初始化了一个4阶、通带截止频率为50Hz至100Hz、采样频率为1000Hz的巴特沃斯带通滤波器,并将输入信号设置为50Hz和100Hz的正弦波信号。使用`butterworth_bandpass_filter`函数对输入信号进行滤波,并打印输出信号。

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