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 22:05:49 浏览: 119
利用MATLAB仿真软件系统结合窗函数法设计一个数字带通FIR滤波器
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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