高通滤波器论文

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1、高通滤波器论文基于MATLAB的高通滤波器设计目录摘耍2I数字高通滤波器31什么是滤波器32滤波器的应用3II数字高通滤波器的设计31•方法选择3冲击响应不变法4频率变换法4双线性变换法42•设计思路53•设计原理51IIR数字滤波器的设计方案52IIR数字滤波器的设计原理及其指标53巴特沃斯滤波器：64高通滤波器的设计步骤81仿真方法82MATLAB程序设计、仿真及分析83使用Simulink模块进行仿真并分析11Ill总结12IV设计屮遇到的问题16附录179.1附录I179.2附录II17参考文献19通信系统综合设计与实践摘要滤波

2、器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。所谓数字滤波器，是指输入、输出均为数字信号，通过数值运算处理改变输入信号所含频率成分的相对比例，高通滤波器是让某一频率以上的信号分量通过，而对该频率以下的信号分量大大抑制的电容、电感与电阻等器件的组合装置。本文首先将介绍高通滤波器的的基本概念以及在通信领域内的用途,对数字高通滤波器进行一个简要的介绍。其次，木文将通过设计巴特沃斯高通滤波器，比较不同方法设计滤波器的优缺点，阐述为何选用双线性变换法来设计高通

3、滤波器。最后，对设计滤波器使用MATLAB及Simulink模块进行仿真与调试，对得仿真得出的结果进行分析。关键字：高通滤波器巴特沃斯双线性变换法MATLAB通信系统综合设计与实践I数字高通滤波器1什么是滤波器滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。所谓数字滤波器，是指输入、输出均为数字信号，通过数值运算处理改变输入信号所含频率成分的相对比例，高通滤波器是让某一频率以上的信号分量通过，而对该频率以下的信号分量大大抑制的电容、电感与电阻等器件

4、的组合装置。高通滤波器是容许高频信号通过、但减弱（或减少）频率低于截止频率信号通过的滤波器。对于不同滤波器而言，每个频率的信号的减弱程度不同。它有时被称为低频剪切滤波器；在音频应用中也使用低音消除滤波器或者噪声滤波器。2滤波器的应用1.消除不想要的信号成分，或补偿信号内部部分频率相关失真。2•消除信号中不想要的频谱成分。3.采集的信号有某种形状的的基线。4.频谱分隔，从调幅信号中提取调制信息。5.提高信噪比，从宽带噪声中恢复信号等等。II数字高通滤波器的设计1•方法选择常用的方法有冲击响应不变法，双线性变换法以及频率变换法。现对以上三种

5、方法进行比较:通信系统综合设计与实践冲击响应不变法冲击响应不变法是从时域岀发，要求数字滤波器的激响应h(n)对应于模拟滤波器ha(t)的等间隔抽样,h(n)=ha(nt),其中T是抽样周期,因此时域逼近良好。优点：1.h(n)完全模仿模拟滤波器的单位抽样响应时域逼近良好。1.线性相位模拟滤波器转变为线性数字滤波器。缺点：1•对时域的釆样会造成频域的“混叠效应”，故有可能使所设计数字滤波器的频率响应与原来的模拟滤波器的频率响应相差很大。2.不能用来设计高通滤波器。频率变换法设计思想：1.从归一化模拟低通滤波器出发，先在模拟域内经频率变换成

6、为所需类型的模拟滤波器，然后进行双线性变换，由S域变到Z域，而得到所需类型的数字滤波器。2.先进行双线性变换，将模拟低通原型滤波器变换成数字低通滤波器,然后再Z域内经数字频率变换为所需类型的数字滤波器。双线性变换法双线性变化法是从频域出发，使DF的频率响应与AF的频率响应相似的一种变换法。直接使数字滤波器的频率响应，逼近模拟滤波器的频率响应，进而求得H⑵。优点：1•避免了频率响应的混迭现象。2.在特定AF和特定DF处，频率响应是严格相等的，他可以比较准确的控制截止频率的位置。3•它是一种简单的代数关系，设计方便。缺点:线性相位模拟滤波器

7、变为非线性相位数字滤波器。2.要求模拟滤波器的幅频响应为分段长属性，不然会产牛畸变。3•对于分段常数型AF滤波器，经双线性变换后，仍得到幅频特性为分段常数的DF,但在各个分段边缘的临界频率点产生畸变，但可通过频率预畸变加以校止。4通信系统综合设计与实践方法总结：通过以上分析可以看出，适用于高通滤波器的验证试验方法有：双线性变换法和频率变换法。但从实验的数据量及实验的误差综合考虑，以及获得严格的频率响应和较准确的控制截止频率的位置，故本实验选用双线性变换法。2•设计思路（1）确定所需类型数字滤波器的技术指标。（2）将所需类型数字滤波器的边

8、界频率转换成相应类型模拟滤波器的边界频率。（3）将相应类型模拟滤波器技术指标转换成模拟低通滤波器技术指标。（4）设计模拟低通滤波器。（5）通过频率变换将模拟低通转换成相应类型的过渡模拟滤波器o（6）采用双线