相关于低通滤波器的通带频率为(0,w),带通滤波器的通带频率问为(w1,w2),带通滤波器是指某一频率规模内的频率重量能经过,但将其他规模的频率重量衰减到极低水平的滤波器,信号经过线性体系后,其输出便是输入信号和体系冲激呼应的卷积。从频域剖析来看,信号经过线性体系后,输出信号的频谱将是输入信号的频谱与体系传递函数的乘积。除非输入信号为常数,不然输出信号的频谱将不合于输入信号的频谱,信号中某些频率成分较大的模滤波后这些频率成分将得到加强,而别的一些频率成分很小甚至为零的模,这部分频率重量将被削弱或消失。因而,带通滤波体系的效果相当于对输入信号的频谱进行加权。带通滤波器的频率呼应图如下图2。
(2)频谱剖析:频谱剖析是指对信号进行频域谱的剖析,调查其频域的各个重量的功率巨细,其理论基础是傅立叶改换,现在一般采纳数字的办法,也便是将时域信号数字化后做FFT,可以取得频域的波形。
现代生活中,为了滤除谐波搅扰,取得所需求的高精度的模仿信号,常常要用到滤波器对信号进行滤波。典型的模仿滤波器有巴特沃斯(Butterworth)滤波器、切比雪夫(Chebyshev)滤波器和椭圆(Ellipse)滤波器等。其间,巴特沃斯滤波器又名最平整呼应滤波器,望文生义,它的呼应最为平整,通带内没有波纹,其频率呼应在通带和阻带中都是单调的,且在挨近零频处最平整,而在趋向阻带时衰减单调增大,巴特沃斯呼应可以最大化滤波器的通带平整度。该呼应十分平整,十分挨近DC信号,然后渐渐衰减至截止频率点为-3dB,终究迫近-20ndB/decade的衰减率,其间n为滤波器的阶数。巴特沃斯滤波器十分合适于低频运用,其关于保护增益的平整性来说很重要。本次课程规划将运用巴特沃斯带通滤波器对信号进行滤波。滤波器的结构框图如下图1 所示:
产生一个接连信号,包括低频、中频、高频重量,对其进行采样,进行频谱剖析,并规划带通滤波器对信号进行滤波处理,调查滤波后信号的频谱
3.规划工作任务及工作量的要求〔包括课程规划核算说明书(论文)、图纸、什物样品等〕:
本次规划中使用双线性改换法和buttord、butter这两个函数直接规划数字滤波器。设定巴特沃斯带通数字滤波器目标:通带规模为:150-350Hz,阻带上限为:400HZ,阻带下限为100Hz,通带最大衰减 =2dB,阻带最小衰减为 =30dB,采样频率为fsa=1200Hz。规划步调为:
规划一种带通滤波器并对信号进行滤波。一个抱负的带通滤波器应该有平稳的通带,一起约束一切通带外频率的波经过。要求做到:1).了解MATLAB的信号处理技能;2).把握带通滤波器的特色;3).把握带通滤波器的规划和滤波处理技能。
(1)时域采样(奈奎斯特采样)定理:为防止产生混叠现象,能从抽样信号无失真地恢复出原信号,抽样频率有必要大于或等于信号频谱最高频率的两倍。本规划中信号最高频率是300Hz,抽样频率采纳1200Hz。
2).了解有关滤波器规划理论知识,挑选正真合适的滤波器技能目标,规划带通滤波器对信号进行滤波,比照剖析滤波前后信号的频谱;
要求产生一个接连信号,包括低频、中频、高频重量,对其进行采样,进行频谱剖析,并规划带通滤波器对信号进行滤波处理,调查滤波后信号的频谱。
2.了解有关滤波器规划理论知识,挑选正真合适的滤波器技能目标,规划带通滤波器对信号进行滤波,比照剖析滤波前后信号的频谱;
1.首要产生一个接连输入信号,包括中频(f=200Hz),高频(f=500Hz),低频(f=30Hz)重量。