用MATLAB直接法设计巴特沃斯型数字带通滤波器,要求: fp1=3.5kHz,fp2=6.5kHz,Rp=3dB; fs1=2.5 kHz, fs2=7.5 KHz,As=15 dB,滤波器采样频率Fs=20 kHz请描绘滤波器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: 2023-08-21 20:05:49 浏览: 44
好的,根据您的要求,我来为您解答。 首先,使用MATLAB的butter函数可以直接设计巴特沃斯数字滤波器。根据您的要求,代码如下: ```matlab fp1 = 3.5e3; % 通带截止频率1 fp2 = 6.5e3; % 通带截止频率2 fs1 = 2.5e3; % 阻带截止频率1 fs2 = 7.5e3; % 阻带截止频率2 Rp = 3; % 通带最大衰减 As = 15; % 阻带最小衰减 Fs = 20e3; % 采样频率 % 计算通带截止频率和阻带截止频率的归一化频率 wp1 = 2 * pi * fp1 / Fs; wp2 = 2 * pi * fp2 / Fs; ws1 = 2 * pi * fs1 / Fs; ws2 = 2 * pi * fs2 / Fs; % 计算通带和阻带的通带和阻带的最小阶数 [n, wp] = buttord([wp1, wp2], [ws1, ws2], Rp, As, 's'); % 输出最小阶数 fprintf('滤波器阶数为:%d\n', 2 * n); % 根据最小阶数进行滤波器设计 [z, p, k] = butter(n, [wp1, wp2]/pi, 'bandpass'); % 绘制幅频特性 figure(1); freqz(b, a, 512, Fs); title('滤波器幅频特性'); % 绘制相频特性 figure(2); freqz(b, a, 512, Fs, 'whole'); title('滤波器相频特性'); % 绘制零极点分布图 figure(3); zplane(z, p); title('滤波器零极点分布图'); % 输出系统传递函数式 [num, den] = zp2tf(z, p, k); H = tf(num, den); fprintf('系统传递函数式为:\n'); disp(H); ``` 接下来,我们来详细解释一下代码: 首先,根据您的要求,我们定义了通带截止频率1(fp1)、通带截止频率2(fp2)、阻带截止频率1(fs1)、阻带截止频率2(fs2)、通带最大衰减(Rp)、阻带最小衰减(As)和采样频率(Fs)等参数。 然后,我们使用butter函数计算出了通带和阻带的归一化频率(wp1、wp2、ws1、ws2)以及滤波器的最小阶数(n)。其中,butter函数的第一个输入参数是滤波器的阶数,因此我们需要将最小阶数乘以2,得到滤波器的阶数。 接着,我们使用butter函数进行滤波器的设计,得到了滤波器的零极点(z、p)和增益因子(k)。 最后,我们使用freqz函数绘制了滤波器的幅频特性、相频特性以及使用zplane函数绘制了滤波器的零极点分布图。同时,我们还使用zp2tf函数将滤波器的零极点和增益因子转换为系统传递函数式,并输出了该函数式。 希望能够帮助到您!

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