高通滤波器设计报告
有源高通滤波器电路设计(100Hz截止频率)
长沙学院课程设计说明书题目有源高通滤波器电路设计系(部) 电子与通信工程系专业(班级) 电气工程及其自动化姓名学号指导教师起止日期模拟电子技术课程设计任务书系（部）：电子与通信工程系专业：电气工程及其自动化指导教师：长沙学院课程设计鉴定表目录摘要 (5)1．电路设计 (6)1.1．电路元件及参数的选择 (6)1.2．电路原理图绘制 (6)2．电路的仿真 (7)2.1．使用Multisim9仿真波特图示仪 (7)2.2．使用Multisim9仿真示波器 (7)2.2.1．输入信号频率小于截止频率时的仿真 (7)2.2.2．输入信号频率等于截止频率时的仿真 (8)2.2.3．输入信号频率大于截止频率时的仿真 (8)参考文献 (9)设计总结 (9)摘要滤波器是一种能使有用信号通过而大幅抑制无用信号的电子装置。
常用来进行信号处理、数据传输和抑制噪声等。
以往这种滤波电路主要采用无源R、L和C组成，20世纪60年代以来，集成运放获得了迅速发展，由它和R、C组成的有源滤波电路，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。
此外，由于集成运放的开环电压和输入阻抗均很高，输出阻抗又低，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。
但是，集成运放的带宽有限，所以目前有源滤波电路的工作频率难以做的很高，以及难于对功率信号进行滤波，这是它的不足之处。
]1[在实际电子系统中，有源滤波器运用广泛，输入信号往往是含有多种频率成分的复杂信号，可能还会混入各种噪声、干扰及其它无用频率的信号，因此需要设法将有用频率信号挑选出来、将无用信号频率抑制掉。
完成此任务需要具有选频功能的电路。
本文主要内容是设计一个能阻挡低频信号、输出高频信号的有源高通滤波电路，以及利用Multisim9对电路进行仿真。
本电路所用到的运算放大器LM741EN，它的管脚1和5为调零端，管脚2为运放反相输入端，管脚3为同相输入端，管脚6为输出端，管脚7为正电源端，管脚4为负电源端，管脚8为空端。
设计滤波器实验报告
设计滤波器实验报告设计滤波器实验报告引言：滤波器是信号处理中常用的工具，它可以通过选择性地传递或抑制特定频率的信号，对信号进行滤波。
本实验旨在设计并实现一个滤波器，通过对不同类型的信号进行滤波，验证滤波器的性能和效果。
一、实验目的本实验的主要目的是：1. 了解滤波器的基本原理和分类；2. 掌握滤波器的设计方法和实现技巧；3. 验证滤波器的性能和效果。
二、实验原理滤波器根据其频率响应特性可分为低通、高通、带通和带阻滤波器。
低通滤波器能够通过低频信号，抑制高频信号。
高通滤波器则相反，能够通过高频信号，抑制低频信号。
带通滤波器则能够通过一定范围内的频率信号，抑制其他频率信号。
带阻滤波器则相反，能够抑制一定范围内的频率信号，通过其他频率信号。
三、实验步骤1. 确定滤波器类型和频率响应特性；2. 根据所选滤波器类型和频率响应特性，设计滤波器的传递函数；3. 根据传递函数，计算滤波器的电路参数；4. 根据计算结果，搭建滤波器电路；5. 连接信号源和示波器，输入信号；6. 调节信号源的频率，并观察示波器上的输出信号；7. 对比输入信号和输出信号的频谱特性，验证滤波器的性能和效果。
四、实验结果与分析在实验中，我们设计了一个低通滤波器，频率响应特性为通过0-1 kHz的低频信号，抑制1 kHz以上的高频信号。
通过计算和搭建电路，我们成功实现了滤波器的设计。
在实验中，我们输入了不同频率的信号，并观察了输出信号的频谱特性。
结果显示，当输入信号的频率低于1 kHz时，输出信号基本保持不变；当输入信号的频率高于1 kHz时，输出信号的幅度逐渐减小，直至完全抑制。
通过对比输入信号和输出信号的频谱特性，我们可以清楚地看到滤波器对高频信号的抑制效果。
这表明我们设计的滤波器能够有效地滤除高频噪声，保留低频信号。
五、实验总结本实验通过设计滤波器并验证其性能，使我们更加深入地了解了滤波器的原理和应用。
通过实际操作，我们掌握了滤波器的设计方法和实现技巧。
6二阶无源高通滤波器[整理版]
![6二阶无源高通滤波器[整理版]](https://img.taocdn.com/s3/m/e6447dc985254b35eefdc8d376eeaeaad1f31633.png)
二阶无源高通滤波器设计一：实验目的设计、焊接一个二阶高通滤波器，要求：截止频率为1KHz。
二：实验原理利用电容通高频阻低频的特性，使一定频率范围内的频率通过。
从而设计电路，使得高频率的波通过滤波器。
三：实验步骤1：设计电路，在仿真软件上进行仿真，在仿真电路图上使功能实现。
2：先定电容，挑选合适的电阻，测量电阻的真实值，再到仿真电路替换掉原来的电阻值，不断挑选电阻，找到最逼近实验结果的值3：根据仿真电路进行焊接，完成之后对电路进行功能检测，分别挑选频率为100hz、1khz、10khz的电源进行输入检测，观察输出的波形，并进行实验记录四：实验电路图1.1仿真电路设计图1.2电路波特图五：实验测量对于一阶无源RC滤波器电路，我们100hz，1khz，10khz三种不同正弦频率信号检测，其仿真与实测电路图如下：图1.3 f=100Hz 时正弦信号仿真波形图图1.4 f=100Hz 时正弦信号实测波形图表1 f=100Hz时实测结果与仿真数据对比表数据项目输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差仿真电路169.706 9.967 24.622 0.614π实测电路0.460 0.036 22.129 0.500π分析：由图1.3的仿真波形与图1.4的实测电路波形和表1中的数据可知，输入频率为100Hz的正弦信号时，该信号不能够通过，输入输出波形间有较大相位差和较大衰减。
仿真和实测数据间存在误差，误差值较小，在允许范围内。
图1.5 f=1000Hz 时正弦信号仿真波形图图1.6 f=1kHz 时正弦信号实测波形图表2 f=1kHz 时实测结果与仿真数据对比表分析：由图1.5的仿真波形与图1.6的实测电路波形和表2中的数据可知，输入频率为1kHz 的正弦信号时，该信号能够通过，输入输出波形间有一定的相位差和衰减。
仿真和实测数据间存在误差，误差值较小，在允许范围内。
数据项目 输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差 仿真电路 169.682 120.180 2.996 0.14π 实测电路0.4720.3323.0560.15π图1.7 f=10kHz 时正弦信号仿真波形图图1.8 f=10kHz 时正弦信号实测波形图表3 f=10kHz时实测结果与仿真数据对比表数据项目输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差仿真电路168.920 168.752 0 0π实测电路0.472 0.460 0.224 0π分析：由图1.7的仿真波形与图1.8的实测电路波形和表3中的数据可知，输入频率为10kHz的正弦信号时,该信号能够通过，输入输出波形间有较小的相位差和较小衰减。
第五节数字高通带通和带阻滤波器的设计
(6)通过双线性变换法将Ha(s)转换成数字带通滤波器H(z)。
1 1 z 下面将(5)、(6)两步合成一步计算： s 2 1 z 1
2 s 2 0 5.48 4.5z 1 7.481z 2 p 1 s( u l ) s 2 1 z 0.868(1 z 2 ) 1 z 1
(3)模拟低通滤波器的技术指标计算如下：
1 0.163rad / s, p 3dB 6.155 1 s 0.604 rad / s, s 15dB 1.655 p
将Ωp和Ωs对3dB截止频率Ωc归一化，这里Ωc=Ωp,
s p 1, s 3.71 p
G( p) 1 p2 2 p 1
为去归一化，将p=s/Ωc代入上式得到：
2 c G( s) 2 2 s 2 c s c
(5) 将模拟低通转换成模拟高通。将上式中G(s)的变量换成1/s， 得到模拟高通Ha(s):
2 1 2 s H a ( s ) G( ) 2 2 c s c s 2c s 1
(6) 用双线性变换法将模拟高通H (s)转换成数字高通H(z)：
FIR高通滤波器设计
FIR高通滤波器设计摘要本文介绍了数字滤波器的工作原理及其常用设计方法，特别是对FIR滤波器和窗函数法进行了详细说明。
文中采用窗函数法设计FIR数字滤波器，给出了TMS320C5509的源程序及其仿真波形。
1.滤波器原理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，而极大地衰减其它频率成分。
在测试装置中，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。
在数字信号处理中，滤波占有及其重要的地位，如对信号的过滤、检测、预测等，都要广泛地用到滤波器，而数字滤波器则因其设计灵活、实行方便等特点而广为接受。
数字滤波是语音处理、图像处理、模式识别、频谱分析等应用的基本处理算法。
FIR滤波器具有幅度特性可随意设计、线性相位特性可精确保证等优点，因此在要求相位线性信道的现代电子系统，如图像处理、数据传输等波形传递系统中，具有很大吸引力。
所谓数字滤波器就是具有某种选择性的器件、网络或以计算机硬件支持的计算程序。
其功能本质是按事先设计好的程序，将一组输入的数字序列通过一定的运算后转变为另一组输出的数字序列，从而改变改变输入信号所含频率成分的相对比例，或者滤除某些频率成分的数字器件或程序，达到对信号加工或滤波以符合技术指标的要求。
与模拟滤波器相比，数字滤波器处理精度高、稳定、体积小、重量轻、灵活、不存在阻抗匹配问题，可以实现模拟滤波器无法实现的特殊滤波功能。
2.常用的数字滤波器两种类型按照单位冲激响应可分为无限冲激响应滤波器(IIR)和有限冲激响应滤波器(FIR)。
在IIR系统中，用有理分式表示的系统函数来逼近所需要的频率响应，即其单位冲激响应h(n)是无限长的；而在FIR系统中，则用一个有理多项式表示的系统函数去逼近所需要的频率响应，即其单位冲激响应h(n)在有限个n值处不为零。
IIR滤波器由于吸收了模拟滤波器的结果，有大量的图表可查，可以方便、简单、有效地完成设计，效果很好，但是其相位特性不好控制，必须用全通网络进行复杂的相位较正，才能实现线性相位特性的要求。
RC有源高通滤波器课程设计报告完美版
科信学院电子电路仿真及设计CDIO三级项目设计说明书（2012/2013学年第二学期）题目：__ 高通滤波器___ __ _____专业班级：通信工程11级2班学生姓名：吕阳学号：110312230指导教师：马永强、贾少锐、李晓东、付佳设计周数：2周2013年7月5日目录一直流稳压电源1.1电源的设计及要求---------------------------------------------1 1.2基本原理分析-----------------------------------------------------1 1.3电路设计原理图，实物图, 参数计算及仿真------------4 二振荡器2.1振荡器的设计及要求-------------------------------------------6 2.2系统工作原理-----------------------------------------------------6 2.3电路设计原理图，实物图,参数计算及仿真--------------6 三滤波器3.1滤波器的设计及要求-------------------------------------------11 3.2系统的设计方案-------------------------------------------------11 3.3系统组成及工作原理-------------------------------------------11 3.4电路设计原理图,实物图，参数计算及仿真-------------12 附录原件清单-------------------------------------------------------17第一章电源设计1.1电源的设计及要求1.11设计任务设计并制作一个±5V直流稳压电源1.12 设计要求1．学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计和调试能力。
二阶高通滤波器的设计
二阶高通滤波器的设计二阶高通滤波器是一种常用的滤波器，可以去除信号中低频成分，保留高频成分。
设计一个高通滤波器，主要需要确定滤波器的截止频率和滤波器的类型。
在设计过程中，可以使用滤波器的电路图进行分析和计算，并使用软件工具进行模拟和验证。
一、滤波器的类型常见的二阶高通滤波器类型有Butterworth滤波器、Chebyshev滤波器和Bessel滤波器等。
每种滤波器都有不同的特点和应用。
在选择滤波器类型时，需要根据具体的需求和性能要求进行权衡和选择。
二、滤波器的截止频率滤波器的截止频率是指滤波器开始对信号进行滤波的频率。
在设计二阶高通滤波器时，可以根据具体的需求和信号特性来确定截止频率。
截止频率的选择通常涉及信号频谱分析和滤波器性能评估。
三、滤波器电路设计在设计滤波器电路时，可以选择多种电路结构，常见的有Sallen-Key电路、多项式电路、双有源RC电路等。
这些电路有不同的特点和性能，在设计时需要根据滤波器类型和截止频率进行选择。
四、滤波器参数计算在确定滤波器电路结构后，需要计算电路中各个元器件的数值，包括电容、电阻和放大器增益等。
可以使用传统的电路分析方法，如Kirchhoff电流和电压法进行计算。
也可以使用现代的电路仿真软件进行模拟和参数优化。
五、滤波器性能评估完成滤波器的设计和电路计算后，需要对设计的滤波器进行性能评估。
可以使用电路仿真软件进行波形分析和频谱分析，以验证滤波器的设计是否满足要求。
还可以进行实际电路实现和实测，对滤波器的性能进行验证。
六、设计优化及改进通过性能评估，如果发现滤波器的性能不理想，可以对设计进行优化和改进。
可以尝试调整滤波器电路中的元器件数值，或选择其他适合的滤波器类型和结构。
优化设计可以根据具体的需求和应用场景来进行。
总结：设计二阶高通滤波器需要确定滤波器的类型和截止频率，选择合适的电路结构，进行电路参数计算和性能评估，并进行优化和改进。
设计过程可以通过传统的电路分析方法和现代的电路仿真软件来完成。
高通滤波器的设计
高通滤波器的设计与制作一、高通滤波器概念高通滤波器就是容许高频信号通过，阻止低频信号通过的电路。
原理电容通高频阻低频，电感通低频阻高频。
频谱特性f是高通滤波器的截止频率。
H截止频率用来说明电路频率特性指标的特殊频率。
当保持电路输入信号的幅值不变，改变频率使输入信号的幅度将之最大值的0.707倍。
此时的频率成为截止频率。
二、设计指标:K f H 10=Hz高通滤波器的频谱函数为：()ωj H =RCj Cj R Cj j V j V i ωωωωω+=+=1111)()(0 ()ωj H =2)(11RC ω+2)2(11)(2fRC j H fπωπω+==令ω=f π2 令RCf H π21=，则 )(11)(ff j H H +=ω由此可知H f f =时，()22=H ωj 当频率为H f 时，其幅度约为最大值是0.707倍K f H 10=Hz 是高通通滤波器的截止频率，标称值电容C=9105.1-⨯F(1500pF)，由此得出R=10600Ω。
三、软件仿真1、用Matlab仿真如下：Matlab的程序：clear;r=10600;c=1.5e-9;f0=0;fn=30000;df=0.01;f=f0:df:fn;w=2.*pi.*f;a=(1./(w.*r.*c)).^2;H=(1./(1+a)).^0.5;plot(f,H);xlabel('f');ylabel('H');程序如下：运行结果如下：四、高通滤波器的电路图：设计高通滤波器的电路图如下：实际的电路如下所示：五、电路测试：仪器：电烙铁、示波器、函数信号发生器1、对示波器进行校准：将示波器“MODE”打到“CH1”，将同轴测试电缆连接到“CH1”上，测试笔上的开关推到“×1”对“CH1”校准；同理对“CH2”进行校准，再将连接“CH1”和“CH2”的两个测试笔共同接到示波器左下端，示波器“MODE”打到“DUAL”，调节竖直移动旋钮，使两列方波完全重合。
(整理)巴特沃斯高通数字滤波器设计
巴特沃斯高通数字滤波器设计要求：3dB 数字截止频率为rad c πω2.0=，阻带下边频πω05.0=s rad ，阻带衰减为dB A s 48≥。
一、课程设计目的：数字信号处理（Digital Signal Processing DSP ）是20世纪60年代以来，随着信息学科和计算机学科的高速发展而迅速发展起来的一门新兴学科。
数字信号处理是利用计算机或其他专用处理设备，以数值计算的方法对信号进行采集、变换、滤波、压缩、传输、估值与识别等加工处理，借以达到提取信息和便于应用的目的的一种技术。
数字信号处理随着计算机技术信息技术的进步获得了飞速的发展。
数字信号处理已广泛应用于科学研究和工程技术的各个领域，是新一代IT 工程师必须掌握的信息处理技术。
它在越来越多的应用领域中迅速替代传统的模拟信号处理技术，并且开辟出许多新的领域。
数字信号处理有很多深奥的数学概念，理论也相对抽象，而且是一门理论与实践密切结合的课程。
我们通过课程设计深入掌握课程内容，深入理解与消化关于巴特沃斯滤波器的基本理论，锻炼我们独立解决问题的能力，培养我们的创新意识，加强我们的实践学习。
二、设计原理：1、数字滤波器所谓数字滤波器，是指输入输出均为数字信号，通过数字运算处理改变输入信号所含频率成分的相对比例，或者滤除某些频率成分的数字器件或程序。
正因为数字滤波通过数值运算实现滤波，所以数字滤波器处理精度高、稳定、体积小、重量轻、灵活、不存在阻抗匹配问题，可以实现模拟滤波器无法实现的特殊滤波功能。
按照不同的分类方式，数字滤波器可以有很多种类型，但总起来可以分为两大类：经典滤波器和现代滤波器。
经典滤波器的特点是其输入信号中有用的频率成分和希望滤除的成分分别占有不同的频带，通过一个合适的选频滤波器滤除干扰，得到纯净信号，达到滤波目的。
但是，如果信号和干扰的频谱相互重叠，则经典滤波器无法有效滤除干扰，最大限度恢复信号，这就需要现代滤波器。
现代滤波器是根据随机信号的一些统计特性，在某种最佳准则下，最大限度抑制干扰，同时最大限度恢复信号，达到最佳的滤波效果的目的。
高通滤波器设计2篇
高通滤波器设计2篇第一篇：高通滤波器设计原理及应用高通滤波器是一种信号处理中常用的滤波器类型，主要用于滤除低频信号，突出高频信号，以实现对信号的频率调控。
在这篇文章中，我们将介绍高通滤波器的设计原理及应用。
高通滤波器的设计基于滤波器的频率响应特性，它可以使高于某个截止频率的信号通过而将低于该频率的信号阻断。
在滤波器设计中，截止频率是一个非常重要的参数，它决定了滤波器的调节范围。
高通滤波器的设计可以使用各种滤波器类型，如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器等。
这些滤波器类型有不同的特点和应用场景，根据具体要求选择适合的滤波器类型进行设计。
高通滤波器在实际应用中有广泛的用途。
例如，在音频处理中，高通滤波器可以用于去除低频噪音，提升音频的清晰度和亮度。
在图像处理中，高通滤波器可以用于增强图像的边缘和细节，使图像更加锐利。
此外，高通滤波器还可以应用于通信系统中的频率分析和信号检测。
通过滤除低频信号，高通滤波器可以提高信号的信噪比，从而提高系统的性能。
在设计高通滤波器时，需要考虑一些关键的参数。
首先是截止频率，它决定了高频信号的通过范围。
其次是滤波器的阶数，阶数越高，滤波器的陡峭度越大，但也会增加设计的复杂性。
此外，滤波器的通带和阻带的衰减特性也需要考虑。
高通滤波器的设计可以使用各种工具和软件进行实现，如MATLAB、Python等。
这些工具提供了丰富的滤波器设计函数和算法，可以帮助工程师快速准确地设计高通滤波器。
总之，高通滤波器的设计原理及应用涵盖了信号处理的广泛领域。
了解高通滤波器的设计原理和参数，在实际应用中可以根据需求进行滤波器的设计和调整，以实现对信号频率的精确控制。
第二篇：高通滤波器的特性和设计方法高通滤波器是常用的一种滤波器类型，它可以通过提取高频信号、滤除低频信号来实现对信号频率的调节。
这篇文章将介绍高通滤波器的特性和设计方法。
高通滤波器具有以下几个重要特性。
首先，它具有高频放大的特性，即增强高频信号的幅度。
滤波器实验报告
一、实验目的1. 理解滤波器的基本原理和分类。
2. 掌握滤波器的设计方法和实现技巧。
3. 验证滤波器的性能和效果。
4. 学习利用Matlab等工具进行滤波器设计和仿真。
二、实验原理滤波器是一种信号处理装置，用于去除或增强信号中的特定频率成分。
根据频率响应特性，滤波器可分为低通、高通、带通和带阻滤波器。
滤波器的设计主要涉及滤波器类型的选择、滤波器参数的确定以及滤波器结构的实现。
三、实验设备1. 实验电脑：用于运行Matlab软件进行滤波器设计和仿真。
2. 实验数据：用于滤波处理的信号数据。
四、实验内容1. 低通滤波器设计- 设计一个低通滤波器，截止频率为1kHz。
- 使用巴特沃斯滤波器设计方法，设计一个四阶低通滤波器。
- 利用Matlab的`butter`函数进行滤波器设计，并绘制滤波器的幅频响应和相频响应。
2. 高通滤波器设计- 设计一个高通滤波器，截止频率为2kHz。
- 使用切比雪夫滤波器设计方法，设计一个二阶高通滤波器。
- 利用Matlab的`cheby1`函数进行滤波器设计，并绘制滤波器的幅频响应和相频响应。
3. 带通滤波器设计- 设计一个带通滤波器，通带频率范围为1kHz至3kHz。
- 使用椭圆滤波器设计方法，设计一个四阶带通滤波器。
- 利用Matlab的`ellip`函数进行滤波器设计，并绘制滤波器的幅频响应和相频响应。
4. 滤波器仿真- 使用设计的滤波器对实验数据进行滤波处理。
- 比较滤波前后的信号，分析滤波器的性能和效果。
五、实验步骤1. 低通滤波器设计- 打开Matlab软件，创建一个新脚本。
- 输入以下代码进行巴特沃斯低通滤波器设计：```matlab[b, a] = butter(4, 1/1000);```- 绘制滤波器的幅频响应和相频响应：```matlabfreqz(b, a, 1024, 1000);```2. 高通滤波器设计- 使用与低通滤波器相同的方法，设计切比雪夫高通滤波器：```matlab[b, a] = cheby1(2, 0.1, 1/2000, 'high');```- 绘制滤波器的幅频响应和相频响应：```matlabfreqz(b, a, 1024, 2000);```3. 带通滤波器设计- 使用与低通滤波器相同的方法，设计椭圆带通滤波器：```matlab[b, a] = ellip(4, 0.5, 40, 1/1500, 1/3000, 'bandpass');```- 绘制滤波器的幅频响应和相频响应：```matlabfreqz(b, a, 1024, [1500 3000]);```4. 滤波器仿真- 加载实验数据，并绘制滤波前后的信号。
滤波器 实验报告
滤波器实验报告滤波器实验报告引言：滤波器是电子学中常用的一种设备，用于去除信号中的噪声或者选择特定频率范围的信号。
本实验旨在通过设计和实现不同类型的滤波器来研究其性能和应用。
一、低通滤波器低通滤波器是最常见的一种滤波器，其作用是通过去除高频信号，只保留低频信号。
在本实验中，我们设计了一个RC低通滤波器。
通过选择合适的电容和电阻值，我们可以调整滤波器的截止频率。
实验结果表明，当截止频率较低时，滤波器可以有效地去除高频噪声，但会对低频信号造成一定的衰减。
而当截止频率较高时，滤波器对低频信号的衰减较小，但对高频噪声的去除效果较差。
二、高通滤波器高通滤波器与低通滤波器相反，其作用是通过去除低频信号，只保留高频信号。
在本实验中，我们设计了一个RL高通滤波器。
通过选择合适的电感和电阻值，我们可以调整滤波器的截止频率。
实验结果表明，当截止频率较低时，滤波器可以有效地去除低频信号，但会对高频信号造成一定的衰减。
而当截止频率较高时，滤波器对高频信号的衰减较小，但对低频信号的去除效果较差。
三、带通滤波器带通滤波器是一种可以选择特定频率范围的信号的滤波器。
在本实验中，我们设计了一个LC带通滤波器。
通过选择合适的电感和电容值，我们可以调整滤波器的中心频率和带宽。
实验结果表明，当中心频率与信号频率相近时，滤波器可以有效地选择特定频率范围的信号。
而当中心频率与信号频率相差较大时，滤波器对信号的选择效果较差。
四、陷波滤波器陷波滤波器是一种可以去除特定频率的信号的滤波器。
在本实验中，我们设计了一个RC陷波滤波器。
通过选择合适的电容和电阻值，我们可以调整滤波器的陷波频率。
实验结果表明，当陷波频率与信号频率相近时，滤波器可以有效地去除特定频率的信号。
而当陷波频率与信号频率相差较大时，滤波器对信号的去除效果较差。
结论：通过本实验，我们深入了解了滤波器的原理、性能和应用。
不同类型的滤波器在信号处理中有着不同的作用，可以根据需要选择合适的滤波器来实现信号的处理和优化。
模拟高通带通滤波器设计
G( p)
1
p2 2p 1
(4) 带阻滤波器旳H(s)为
H(s) G( p)
p
s2
sB 02
s4
s4 202s2 04 2Bs2 (B2 202 )s2 2B02s 04
6.5 数字高通、带通和带阻滤波器旳设计
数字滤波器旳指标 2 tan 1 T2
H(Z) 双线性变换法
模拟滤波器指标 ALF旳指标
转换关系 低通归一化旳系统函数G(p)
模拟低通滤波器变换成数字带通滤波器
由低通模拟原型到模拟高通旳变换关系为
s
c
s2 1h s(h 1)
根据双线性变换，模拟带通与数字带通之间旳S平面与Z平面旳
关系仍为
s
2 T
1 1
z 1 z 1
s
c
2 T
1 1
z 1 z 1
2
1h
2 T
1 1
z 1 z 1
q
高通归一化旳系统函数H(q)
q=s/B
p s2 lu s(u l )
H (s) G( p) p s2lu s(u l )
总结模拟带通旳设计环节：
(1)拟定模拟带通滤波器旳技术指标，即：
带通上限频率 u ，带通下限频率 l 下阻带上限频率 s1 ,上阻带下限频率 s2
通带中心频率 02 lu ，通带宽度 B u l
去归一化，将p=s/Ωc代入上式得到：
G(s)
2c
s2 2cs 2c
(5) 将模拟低通转换成模拟高通。将G(s)
旳变量换成1/s，得到模拟高通Ha(s)：
Ha
(s)
G(1) s
2c s2
2c s2 2cs
滤波器电路实验设计报告
滤波器电路实验设计报告一、实验目的1.了解滤波器电路的基本原理和工作原理；2.学习设计各种类型的滤波器电路；3.掌握实际搭建滤波器电路的方法。
二、实验器材1.函数信号发生器；2.电压表；3.万用表；4.电容、电感、电阻等被动元件。
三、实验原理及步骤在滤波器电路设计中，我们主要关注低通、高通和带通滤波器。
1.低通滤波器电路设计低通滤波器的作用是将高频信号滤除，只保留低频信号通过。
设计步骤如下：（1）计算截止频率：根据实验要求，确定截止频率fc。
（2）选择电容和电阻：根据截止频率fc，选择合适的电容C和电阻R，其中R应满足条件R > 1 / (2πfcC)。
（3）搭建电路：将电容和电阻按照设计要求搭建成低通滤波器电路。
2.高通滤波器电路设计高通滤波器的作用是将低频信号滤除，只保留高频信号通过。
设计步骤如下：（1）计算截止频率：根据实验要求，确定截止频率fc。
（2）选择电容和电阻：根据截止频率fc，选择合适的电容C和电阻R，其中R应满足条件R > 1 / (2πfcC)。
（3）搭建电路：将电容和电阻按照设计要求搭建成高通滤波器电路。
3.带通滤波器电路设计带通滤波器的作用是只允许特定频率范围内的信号通过，将其他频率的信号滤除。
设计步骤如下：（1）计算截止频率：根据实验要求，确定带通滤波器的上限频率fH和下限频率fL。
（2）选择电容和电感：根据上限频率fH和下限频率fL，选择合适的电容C和电感L，其中C和L满足条件1/(2πfH)=√(L/C)和1/(2πfL)=√(L/C)。
（3）搭建电路：将电容和电感按照设计要求搭建成带通滤波器电路。
四、实验结果及分析根据设计的滤波器电路，通过函数信号发生器输入一定的频率信号，并利用万用表和电压表测量电路中的电压，得到实验结果。
根据实验结果，可以通过频谱分析验证滤波器电路的滤波效果，检测与设计要求是否一致。
五、实验总结通过本次滤波器电路实验，我们学习和掌握了滤波器电路的设计方法和搭建技巧。
模拟高通带通滤波器设计
电路设计
设计滤波器电路结构
根据滤波器类型和电路元件选择，设计出合适的电路结构。
计算元件参数
根据设计目标和电路元件选择，计算出各元件的具体参数值。
绘制电路图
使用电路设计软件绘制出高通带通滤波器的电路图。
仿真验证
建立仿真模型
在仿真软件中建立高通带通滤波器的电路模型，并设 置适当的仿真参数。
进行仿真实验
群时延特性分析
总结词
群时延是衡量滤波器对信号畸变影响的指标，它反映了信号通过滤波器后的时间 延迟。
详细描述
高通带通滤波器的群时延特性在通带内应保持相对稳定，以保证信号的完整性。 在通带边缘和阻带，群时延特性会出现较大的波动，这可能会影响信号的相位特 性。
插入损耗分析
总结词
插入损耗是指滤波器接入电路后，输入信号的功与输出信 号的功率之比。
椭圆函数逼近法
利用椭圆函数来逼近理想 滤波器的频率响应特性， 设计出具有特定性能的高 通带通滤波器。
高通带通滤波器的设计难点
如何平衡阻带抑制与通带平坦度
在设计中需要权衡阻带抑制和通带平坦度，以确保滤波器性能达到 要求。
如何减小群时延波动
群时延是衡量滤波器对信号时间延迟的参数，需要在设计中尽量减 小群时延波动。
定义。
品质因数
衡量滤波器性能的一个 重要参数，与滤波器的 带宽和截止频率有关。
群时延
衡量滤波器对信号时间 延迟的参数，要求在通
带内保持恒定。
滤波器设计方法
01
02
03
切比雪夫逼近法
通过逼近理想滤波器的频 率响应特性，设计出具有 特定性能的高通带通滤波 器。
巴特沃斯逼近法
通过逼近理想滤波器的频 率响应特性，设计出具有 平坦幅频特性的高通带通 滤波器。
滤波器实验报告
滤波器实验报告第一点：滤波器实验原理与类型滤波器作为信号处理的核心工具，其基础在于对信号的选择性处理。
实验中，我们首先通过研究不同类型的滤波器来深入理解其工作原理和特性。
1.1 理想滤波器：理想的滤波器具有无限的带宽和完美的截止特性，其实际上是不存在的，但它是设计其他类型滤波器的基础。
理想的低通滤波器（Low Pass Filter, LPF）允许低于特定频率的信号通过，而高于该频率的信号则被完全抑制。
对应的，高通滤波器（High Pass Filter, HPF）则允许高于特定频率的信号通过，而低于该频率的信号则被抑制。
理想带通滤波器（Band Pass Filter, BPF）和带阻滤波器（Band Stop Filter, BSF）则更加复杂，分别允许一定频率范围的信号通过和阻止一定频率范围的信号。
1.2 实际滤波器：实际应用中的滤波器都会受到物理限制，如元件的电阻、电容、电感等，导致实际滤波器的特性与理想滤波器有所不同。
常用的实际滤波器包括有源滤波器和无源滤波器。
有源滤波器包含有放大元件，可以对信号的幅度进行调整；无源滤波器则不包含放大元件，主要通过电路元件的阻抗变换来实现滤波功能。
1.3 滤波器设计方法：在实验中，我们探讨了不同的滤波器设计方法，包括巴特沃斯设计、切比雪夫设计、椭圆设计等。
每种设计方法都有其独特的频率响应特性，适用于不同的应用场景。
第二点：滤波器实验设计与实现实验的核心在于设计和实现一个滤波器，以达到特定的滤波效果。
这一部分我们将详细讨论实验中涉及的设计步骤和实现方法。
2.1 滤波器参数确定：首先，根据实验需求确定滤波器的参数，包括截止频率、滤波器的阶数、类型（低通、高通、带通、带阻等）。
这些参数将直接影响滤波器的性能。
2.2 滤波器设计：在确定了滤波器参数后，我们使用专业的滤波器设计软件，如MATLAB，来设计滤波器的传递函数。
设计过程中，我们可以根据需要选择不同的滤波器设计方法，以达到最佳的滤波效果。
数字信号处理课程设计-用双线性变换法设计高通和带通数字滤波器
1、问号选择问、倒装问句末才用问，反问、追问、特指问每句都问，有疑问词非疑问句不用问。
2、顿号大并套小并，大并逗小并顿，集合词语连得紧，中间不必插入顿，概数约数不确切，中间也别带上顿。
并列词语有点长，顿号变逗不要忘。
书名号和引号多次出现，中间顿号可省略。
3、分号分号表并列，点在句句间。
分句内部用了逗，分句之间才用分。
4、冒号提示下文、总结上文要用冒，说在中间且一人说，说后不用冒，冒号的管辖范围，冒号注意不可套。
5、引号冒号、引号、引内句号是一套，引用部分能独立，句末标点引号里，引用之语不独立，句末标点引号尾。
括号表注解，句末符号不可写。
注释部分紧挨着，注释整体隔开着。
7、书名号报刊杂志、书名文章、法规文件、电影戏剧用书名号。
电视节目、画展、主题、杂志社则不可书名号。
8、几种不套用情况省略号“和”等等不套用，“是”和破折号不可套，冒号和“即”不套，破折号和括号不套。
1．非疑问句句末用问号。
2．倒装句问号未用于句末。
3．分句之间用顿号。
4．多层并列都用顿号。
5．表示概数时用顿号。
6．句中没有逗号直接用分号。
7．一句话中两个冒号套用。
8．“某某说”在引语中间，“说”后面用冒号。
9．滥用书名号。
10．引号与句末点号位置错误，括号与点号连用位置错误。
一、标点符号的作用（请分析下列各句中标点符号的使用方法）1、引出总括性的说明她的坚强，她的意志的纯洁，她的律已之严，她的客观，她的公正不阿的判断——所有这一切都难得地集中在一个人的身上。
2、表示突然转变话题你画得真好。
——你为什么这样勇敢，不怕他？3、突出语意转折让他一个人留在房里还不到两分钟，当我们进去的时候，便发现他在安乐椅上安静地睡着了——但已经永远地睡着了。
4、表示声音延长“嘎——”传过来一声水禽被惊动的鸣叫。
5、表示解释说明李时珍花了二十多年时间，才编成这部药学经典——《本草纲目》。
6、表示补充说明朦胧之中似乎胎孕着一个如花的笑——这么淡，那么淡的倩笑。
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目录一、设计项目----------------------------------------------------------------------------------------2FIR滤波器设计二、设计目的-----------------------------------------------------------------------------------------2三、设计任务----------------------------------------------------------------------------------------2任务简介四、设计原理----------------------------------------------------------------------------------------3（1）FIR的原理和参数生成公式（2）用MATLAB计算滤波系数（3）程序的自编函数及其功能五、设计方案----------------------------------------------------------------------------------------5六、设计代码及相关截图---------------------------------------------------------------------------6七、设计结果----------------------------------------------------------------------------------------9八、设计结论--------------------------------------------------------------------------------------11九、设计心得-----------------------------------------------------------------------------------------11一．设计项目设计一个FIR高通滤波器，其阶数为33，通带边界频率1440 HZ，采样频率为9000 HZ二．设计目的⑴掌握用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理和方法。
⑵熟悉线性相位FIR数字滤波器特性。
⑶了解各种窗函数对滤波器特性的影响。
三．设计任务3.1任务要求设计一个FIR低通（或高通、带通）滤波器。
此次选择运用MATLAB窗函数法进行设计FIR低通滤波器（1）通带边界频率为1440Hz，通带纹波小于1dB；、（2）设计高通滤波器2000Hz，阻带衰减大于40dB；（3）采样频率9000Hz3.2FIR滤波器介绍有限长单位冲激响应滤波器，是数字信号处理系统中最基本的元件，它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性，同时其单位抽样响应是有限长的，因而滤波器是稳定的系统。
因此，FIR滤波器在通信、图像处理、模式识别等领域都有着广泛的应用。
3.3工作原理在进入FIR滤波器前，首先要将信号通过A/D器件进行模数转换，把模拟信号转化为数字信号；为了使信号处理能够不发生失真，信号的采样速度必须满足乃奎斯特定理，一般取信号频率上限的4-5倍做为采样频率；一般可用速度较高的逐次逼进式A/D转换器，不论采用乘累加方法还是分布式算法设计FIR滤波器，滤波器输出的数据都是一串序列，要使它能直观地反应出来，还需经过数模转换，因此由FPGA构成的FIR滤波器的输出须外接D/A模块。
FPGA有着规整的内部逻辑阵列和丰富的连线资源，特别适合于数字信号处理任务，相对于串行运算为主导的通用DSP芯片来说，其并行性和可扩展性更好，利用FPGA乘累加的快速算法，可以设计出高速的FIR数字滤波器。
有限长单位冲激响应（FIR）滤波器有以下特点：(1) 系统的单位冲激响应h (n)在有限个n值处不为零(2) 系统函数H(z)在|z|>0处收敛，极点全部在z = 0处（因果系统）(3) 结构上主要是非递归结构，没有输出到输入的反馈，但有些结构中（例如频率抽样结构）也包含有反馈的递归部分。
设FIR滤波器的单位冲激响应h (n)为一个N点序列，0 ≤n ≤N —1，则滤波器的系统函数为H(z)=∑h(n)*z^-n就是说，它有（N—1）阶极点在z = 0处，有（N—1）个零点位于有限z平面的任何位置。
四．设计原理4.1FIR的原理和参数生成公式N/2-1y(n)=∑h(k)[x(n-k)+(n-(N-1+K))] N=0,1,2,3......K=0FIR设计原理：根据系数h是偶对称为了简化运算产生如下计算方法如果一个FIR滤波有一个冲激响应，h(0),h(1),...,h(N-1),和x(n)描绘输入的时常滤波n，输出滤波y(n)的n给出以下方程式：Y(n)=h(0)+h(1)x(n-1)+h(2)x(n-2)+...+h(N-1)x[n-(n-1)]4.2用MATLAB计算滤波系数用来设计标准频率响应的基于窗函数的FIR滤波器，可实现加窗线性相位FIR数字滤波器的设计。
语法：b=fir1(n,Wn)b=fir1(n,Wn,'ftype')b=fir1(n,Wn,Window)b=fir1(n,Wn,'ftype',Window)n：滤波器的阶数；Wn：滤波器的截止频率；ftype：用来决定滤波器的类型，当ftype=high时，可设计高通滤波器；当ftype=stop时，可设计带阻滤波器。
Window：用来指定滤波器采用的窗函数类型，其默认值为汉明（hamming）窗。
采用汉明窗设计低通FIR滤波器使用b=fir1(n, Wn)可得到低通滤波。
0≤Wn≤1，Wn=1相当于0.5fs。
格式：b=fir1(n, Wn)4.3程序的自编函数及其功能(1) .global start, fir 设定全局变量。
(2) COFF_FIR_START: .sect"coff_fir"Include "lowpass.inc"（设定系数文件）提示：“lowpass.inc”提供低通系数（用MATLAB计算得出）。
(3) K_FIR_BFFR .set 32（滤波阶数）(4) d_filin（存放输入波形）(5)d_filout（存放输出波形）(6)指定寄存器：指定AR4为FIR_DATA_P数据寄存器。
指定AR6为INBUF_P输入数据寄存器。
指定AR7为OUTBUF_P输出数据寄存器。
汇编程序部分说明：Start 部分：程序初始化部分指定寄存器，清空寄存器。
fir_loop部分：循环调入输入数据，并调用子程序fir进行计算。
main_end部分：跳转至循环部分。
fir部分：子程序部分。
其中fir_task部分：进行计算并返回计算结果五．设计方案1.设计设备计算机，CCS 2（5000）。
2 .设计步骤⑴设计准备运用MATLAB建立工程“highpass”生成一个.INC文件（滤波系数）；再建立一个新工程“dtinput”生成.DAT文件（滤波器输入高通信号）。
并将之前生成的.INC文件和.DAT文件放入后面CCS 2工程目录HIGH中。
⑵启动“Code Composer Studio Setup”，在“Import Configuration”对话框中单击“clear”按钮，消除原系统设置。
在“Available Configurations”列表中选择C5402 Simulator，关闭窗口，重启CCS。
⑶编译并下载程序。
⑷打开观察窗口选择菜单“view”“Graph”“Time/Frequency...”进行如下设置：地址分别为input和output，buffersize：1，display data size：200，sampling rate：8000，dsp data type 选择16位。
在弹出的图形窗口中单击鼠标右键，选择“clear display”。
⑸设置断点和探点在标号“fir_loop”下面的“NOP”语句设置软件断点和探针。
选择菜单“file I/O”；加载之前“HIGH”文件夹中的.DAT文件，并在“adress”中输入d_filin，在“length”中输入1；在“warp around”项前面加上选中符号；单击“probe point”列表中的“FIR.asm line 38”行；在“connect”项选择“FILE IN:C:\..\dtinput.dat”;单击“replace”。
⑹运行并观察结果1.选择“debug”菜单的“animate”项，或按F12键运行程序。
2.观察“input”、“output”窗口中时域图形；观察滤波效果。
3.设置“input”、“output”的时域图形窗口为频域窗口，即设置“display type”为“FFT magitude”。
4.按F12运行程序。
5.观察“input”、“output”窗口中频域图形；理解滤波效果。
⑺停止程序运行并退出。
六、设计代码及相关截图MATLAB计算highpass.inc滤波系数以及滤波器输入输入信号滤波器系数滤波系数产生程序y=round(fir1(33,1440/9000*2)*32768); fid=fopen('highpass.inc','w');fprintf(fid,' .word %d\n',y);fclose(fid);滤波器输入信号产生的程序高通滤波器源程序：HIGHPASS .set 1.global start,fir.mmregsCOFF_FIR_START: .sect "coff_fir".include "highpass.inc"K_FIR_BFFR .set 33d_data_buffer .usect "fir_bfr",64FIR_DP .usect "fir_vars",0 d_filin .usect "fir_vars",1 output .usect "fir_vars",1 input .usect "fir_vars",1d_filout .usect "fir_vars",100h stacksize .set 256stack .usect "fir_vars",stacksize.asg AR4,FIR_DATA_P.asg AR6,INBUF_P.asg AR7,OUTBUF_P.asg AR3,OUTBUF.asg AR2,INBUF.sec t "fir_prog"nopstart:stm #stack+stacksize,SPLD #FIR_DP,DPSTM #d_data_buffer,FIR_DATA_PRPTZ A,#K_FIR_BFFR-1STL A,*FIR_DATA_P+STM #d_filin,INBUF_PSTM #d_filout,OUTBUF_PSTM #output,OUTBUFSTM #input,INBUFSTM #100h,BKfir_loop:NOP ;Add Breakpoint &porbe pointLD *INBUF_P,ASTL A,*INBUFCALL f irSTH A,*OUTBUF_P+%STH A,*OUTBUFmain_end:b fir_loopfir:SSBX SXMSSBX FRCTSTM #d_data_buffer,FIR_DATA_PSTL A,*FIR_DATA_PSTM #(d_data_buffer+K_FIR_BFFR-1),FIR_DATA_P fir_task:RPTZ A,#K_FIR_BFFR-1MACD *FIR_DATA_P-,COFF_FIR_START,ARET.end.CMD代码：MEMORY{PAGE 0:PROG: o= 80h,l= 1000hPAGE 1:DATA1: o= 2600h, l= 1000hDATA2: o= 2100h, l= 100hDATA3: o= 2200h, l= 100hDATA4: o= 2300h, l= 100hDATA5: o= 2400h, l= 100hDATA6: o= 2500h, l= 100h}SECTIONS{coff_fir : {}> PROG PAGE 0fir_prog : {}> PROG PAGE 0fir_vars : {}> DATA1 PAGE 1fir_coff : {}> DATA2 PAGE 1fir_bfr : {}> DATA3 PAGE 1 }七．设计结果高通滤波器MATLAB仿真图频域图放大图时间与频域完整图姓名：许亮学号：1007040148此图四个窗口，分别是“input”和“output”的时域与频域窗口。