切比雪夫滤波器设计和仿真-推荐下载
切比雪夫低通滤波器设计
摘要随着信息和数字时代的到来，数字信号处理已成为当今一门极其重要的学科和技术领域。
在现代通信系统中，由于信号中经常混有各种复杂成分，因此很多信号的处理都是基于滤波器而进行的。
所以，数字滤波器在数字信号处理中起着举足轻重的作用。
而数字滤波器的设计都要以模拟滤波器为基础的，这是因为模拟滤波器的理论和设计方方法都已发展的相当成熟，且有典型的模拟滤波器供我们选择。
，如巴特沃思滤波器、切比雪夫滤波器等。
本次课程设计将运用MATLAB设计一个基于切比雪夫低通滤波器，并出所设计滤波器的幅度及幅度衰减特性。
关键词：模拟低通滤波切比雪夫1课题描述数字滤波器是数字信号处理的重要工具之一，它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或者滤出某些频率成分的数字器件或程序，而数字滤波器处理精度高、体积小、稳定、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功能。
故本课题使用MATLAB 信号处理箱和运用切比雪夫法设计数字低通滤波器。
2设计原理切比雪夫滤波器介绍在巴特沃兹滤波器中，幅度响应在通带和阻带内都是单调的。
因此，若滤波器的技术要求是用最大通带和阻带的逼近误差来给出的话，那么，在靠近通带低频端和阻带截止频率以上的部分都会超出技术指标。
一种比较有效的途径是使逼近误差均匀地分布于通带或阻带内，或同时在通带和阻带内都均匀分布，这样往往可以降低所要求的滤波器阶次。
通过选择一种具有等波纹特性而不是单调特性的逼近方法可以实现这一点。
切比雪夫型滤波器就具有这种性质：其频率响应的幅度既可以在通带中是等波纹的，而在阻带中是单调的（称为I 型切比雪夫滤波器），也可以在通带中是单调的，而在阻带中是等波纹的（称为II 型切比雪夫滤波器）。
I 型切比雪夫滤波器的幅度平方函数是2|)(|Ωj H C =)/(1122c N C ΩΩ+ε 式中为N 阶切比雪夫多项式，定义为)cos cos()(1x N x C N -=从定义切比雪夫多项式可以直接得出由)(x C N 和)(1x C N -求)(1x C N +的递推公式。
切比雪夫滤波器
NANHUA University课程设计(论文)题目用切比雪夫Ⅱ型IIR设计带阻（数字频带变换）滤波器学院名称电气工程学院指导教师陈忠泽班级学号学生姓名2010年 6 月摘要现如今随着电子设备工作频率范围的不断扩大，电磁干扰也越来也严重，接收机接收到的信号也越来越复杂。
为了得到所需要频率的信号，就需要对接收到的信号进行过滤，从而得到所需频率段的信号，这就是滤波器的工作原理。
对于传统的滤波器而言，如果滤波器的输入，输出都是离散时间信号，则该滤波器的冲激响应也必然是离散的，这样的滤波器定义为数字滤波器。
它通过对采样数据信号进行数学运算来达到频域滤波的目的。
滤波器在功能上可分为四类，即低通（LP）、高通（HP）、带通（BP）、带阻（BS）滤波器等，每种又有模拟滤波器（AF）和数字滤波器（DF）两种形式。
对数字滤波器，从实现方法上，由有限长冲激响应所表示的数字滤波器被称为FIR滤波器，具有无限冲激响应的数字滤波器增称为IIR滤波器。
在MATLAB工具箱中提供了几种模拟滤波器的原型产生函数，即Bessel低通模拟滤波器原型，Butterworth滤波器原型，Chebyshev（I型、II 型）滤波器原型，椭圆滤波器原型等不同的滤波器原型。
本实验利用切比雪夫II型的方法产生模拟滤波器幷得到所需的带阻（数字频带变换）滤波器关键字： MATLAB,切比雪夫II型低通滤波器，IIR型数字滤波器目录引言 (1)设计要求 (1)1滤波器设计流程图 (1)2手工完成本实验数字滤波器的初始值设计 (3)2.1确定数字带阻滤波器的各项性能指标 (3)2.2由数字带通滤波器的指标转化为数字低通滤波器的性能指标 (3)2.3由数字低通滤波器指标到模拟低通滤波器指标的转化（T=1s） (3)2.4用MATLAB算法设计归一化切比雪夫II型模拟滤波器 (4)2.5通过双线性变换，把切比雪夫II型的模拟低通滤波器转换成相应的低通滤波器 52.6把低通滤波器转换成相对应的带阻滤波器，利用数字频带变换，将z平面换成新的z平面 (6)3 运用MATLAB运行程序对2中的手工计算做进一步验证 (6)4在MATLAB基础上分析滤波器结构对其性能指标的影响 (8)4.1直接型 (8)4.2级联型 (10)5在MATLAB基础上分析滤波器参数的字长对其性能指标的影响 (11)5.1直接型 (11)5.2 级联型 (13)5.3对比结果 (15)6 实验心得 (15)7 参考文献 (15)引言随着社会的发展，各种频率的波都在被不断的开发以及利用，这就导致了不同频率的波相互之间的干扰越来越严重，因此滤波器的市场是庞大的。
切比雪夫1型数字滤波器的设计及滤波过程
切比雪夫1型数字滤波器的设计及滤波过程切比雪夫1型低通模拟滤波器的幅度平方函数为：)(11)(2222|)(|ΩΩΩ+==ΩpNCj H Aa ε其中ε表示通带内幅度波动的程度，ε越大，波动幅度也越大。
1101.0-=Apε)(x CN称为N 阶切比雪夫多项式。
1、滤波器设计及结果如下IIR-DF 滤波器设计（切比雪夫1型）（1） 切比雪夫1型低通数字滤波器的损耗函数曲线、滤波分离出的DSB 信号的时域波形及其频谱如下：0.10.20.30.40.50.60.70.80.91-100-90-80-70-60-50-40-30-20-100w/π幅度/d B切比雪夫1型模拟低通滤波器的幅频响应曲线00.010.020.030.040.050.060.070.08-1-0.500.51t/sy 1(t )y1(t)的时域波形f/Hz幅度y1(t)的频谱其中阶数N=7（2） 切比雪夫1型带通数字滤波器的损耗函数曲线、滤波分离出的DSB 信号的时域波形及其频谱如下：0.10.20.30.40.50.60.70.80.91-100-90-80-70-60-50-40-30-20-100w/幅度/d B切比雪夫1型带通数字滤波器幅频响应曲线0.010.020.030.040.050.060.070.08-1-0.500.51t/sy 2(t )y2(t)的时域波形200400600800100012001400160018002000f/Hz幅度y2(t)的频谱其中阶数N=8（3）切比雪夫1型高通数字滤波器的损耗函数曲线、滤波分离出的DSB 信号的时域波形及其频谱如下：0.10.20.30.40.50.60.70.80.91-100-90-80-70-60-50-40-30-20-100w/幅度/d B切比雪夫1型高通数字滤波器幅频响应曲线0.010.020.030.040.050.060.070.08-1-0.500.51t/sy 3(t )y3(t)的时域波形f/Hz幅度y3(t)的频谱其中N=73、结果分析特点：误差值在规定的频段上等波纹变化。
切比雪夫带通滤波器的设计
切比雪夫带通滤波器的设计首先，确定滤波器的阶数。
滤波器的阶数决定了它的频率响应的陡峭程度。
一般来说，阶数越高，滤波器的陡峭程度越高，但计算复杂度也会变得更高。
在确定阶数时，需要考虑滤波器的设计要求和实际应用情况。
例如，如果要求滤波器的截止频率附近有较小的衰减，可以选择一个较高的阶数。
接下来，设计各个极点的位置。
切比雪夫带通滤波器的极点位置是通过在复平面上放置极点，并选择最佳的位置来实现所需的频率响应的。
极点的位置与滤波器的阶数和截止频率有关。
一般来说，极点应该分布在一个叫做单位圆的圆周上。
为了设计切比雪夫带通滤波器，需要采用以下步骤：1.确定滤波器的截止频率范围。
这个范围决定了希望保留的频率段。
2.根据所需的截止频率计算正规化的截止频率。
正规化的截止频率是指将实际的截止频率与采样频率归一化为单位圆的截止频率。
3.选择滤波器的阶数。
一般来说，选择较低的阶数可以实现较为平滑的频率响应，而选择较高的阶数可以实现更陡峭的截止频率。
4.使用切比雪夫滤波器的设计公式计算极点的位置。
具体的公式可以参考相关文献或使用专门的软件工具进行计算。
5. 根据计算得到的极点位置，可以进一步验证滤波器的频率响应是否符合设计要求。
可以使用工具如Matlab来绘制滤波器的幅频响应和相频响应。
6.根据设计结果，可以进一步调整滤波器的参数以满足具体应用的要求。
例如，可以调整滤波器的截止频率或增加滤波器的阶数来改变滤波器的性能。
总之，切比雪夫带通滤波器的设计需要确定滤波器的阶数和设计各个极点的位置。
通过合理选择滤波器的参数，可以实现所需的频率响应，并满足特定应用的要求。
设计一个高性能的切比雪夫带通滤波器需要对滤波器的理论和计算方法有一定的了解，并结合实际应用情况进行调整和优化。
推荐-基于切比雪夫滤波器设计及matlab仿真 精品
基于MATLAB切比雪夫I型滤波器设计摘要在现代通信系统中，由于信号中经常混有各种复杂成分，所以很多信号的处理和分析都是基于滤波器而进行的。
而滤波器的种类很多，从功能上可将滤波器分为低、带、高、带阻类型。
从实现方法上可分为FIR、IIR类型。
从设计方法上可分为Chebyshev(切比雪夫）,Butterworth（巴特沃兹）。
而本次课程设计上要用到的切比雪夫滤波器是在通带或阻带上频率响应幅度等波纹波动的滤波器。
在通带波动的为“I型切比雪夫滤波器”，在阻带波动的为“II型切比雪夫滤波器”。
关键词模拟；低通滤波器；IIR；1 引言IIR滤波器设计技术依靠现有的模拟滤波器得到数字滤波器，工程实际当中把这些模拟滤波器叫做滤波器原型。
在工程实际中应用最广泛的有两种模拟滤波器，即巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器。
本次课程设计就讨论切比雪夫滤波器的特性以及用MATLAB实现的方法。
1.1课程设计目的本课程设计主要是使学生增进对MATLAB的认识，加深对数字信号处理理论方面的理解，使学生了解数字信号处理IIR滤波器的设计和掌握用MATLAB 实现IIR滤波器的设计方法、过程，为以后的工程设计打下良好基础。
1.2 课程设计要求设计程序时，应以理论作为指导，构思设计方案；设计完成后应进行调试，仿真和分析；处理结果和分析结论应该一致，而且应符合理论；独立完成课程设计并按要求编写课程设计报告书。
1.3 课程设计内容进一步学习低通滤波器的原理，在通信系统仿真软件MATLAB 平台上，设计出IIR 模拟低通滤波器，对设计项目进行调试，对程序进行仿真，对结果结合理论进行分析。
2 IIR 滤波器预备知识2.1 滤波器介绍IIR 滤波器具有无限长脉冲响应，因此能够与模拟滤波器相匹敌；一般来说，所有的模拟滤波器都有无限长脉冲响应。
因此，IIR 滤波器设计的基本方法是利用复值映射将大家熟知的模拟滤波器变换为数字滤波器。
这一方法的优势在于各种模拟滤波器设计（AFD ）表格和映射在文献中普遍能够获得。
切比雪夫滤波器设计
1 1 2 A ( s )
1 1 ] 2 A ( s )
3dB截止频率Ωc的确定
2 令 A ( c )
1 2
按照(6.2.19)式，有
2 2 N
C ( c ) 1, c
c p
通常取λc>1，因此
C N ( c ) 1 c h[ N c h 1 ( c )]
当N=0时，C0(x)=1； 当N=1时，C1(x)=x； 当N=2时，C2(x)=2x 2 -1； 当N=3时，C3(x)=4x 3 -3x。 由此可归纳出高阶切比雪夫多项式的递
推公式为 C N+1 (x)=2xCN(x)-C N-1 (x)
前两项给出后才 能迭代下一个
x c
设N=3，平方幅度函数的极点分布如图6.2.8所示(极点用X表 示)。为稳定，用左半平面的极点构成Ha(p)，即
H a ( p)
1 c ( p pi )
i 1 N
(6.2.32)
式 中 c 是待定系数。根据幅度平方函数 (6.2.19) 式可导出：c=ε·2 N-1，代入(6.2.32)式，得到归一 化的传输函数为 1 Ha( p) N N 1 2 ( p pi ) (6.2.33a)
为
1
低通到高通的频 率变换关系为
H ( j) G( j)
1
: 0 0 :0 0
s p p s s p p s
模拟高通滤波器的设计步骤如下：
(1)确定高通滤波器的技术指标：
' ' p s p s
1 1 1 sh ( ) N i2 i2 2 2 1 2 2 p sh p ch
广义切比雪夫滤波器的电路仿真模型
0
-0.05
0.5
1
1.5
2
W/W0
Mii
0.2 0.15
0.1 0.05
0 0.5 -0.05 -0.1 -0.15 -0.2
1
1.5
W/W0
wi/w0=0.94
wi/w0=0.96
wi/w0=0.98
wi/w0=1.02
2
wi/w0=1.04
wi/w0=1.06
wi/w0=1.0
i 0
1m iiF 2BW2m iiF 2BW
G3 C3 L3
图九、三腔正交耦合滤波器的并联谐振回路等效电路
电路方程
(Gs
G1
1
jL1
jC1)v1
jJ12
v2
jJ13 v3
is
jJ12
v1
(G2
1
jL2
jC2)v2
jJ23 v3
0
jJ13 v1
jJ23 v2
(GL
G3
1
jL3
jC3)v3
0
矩阵形式电路方程‘
GS G1j(1 1)
jJ12
Rs Rs
K
Z=K03 P=Lam ped/4
+
-
Es
0
K La1
Z=K01 P=Lam ped/4
K
Z=K02 P=Lam ped/4
K
Z=K13 P=Lam ped/4
K La2
Z=K12 P=Lam ped/4
K
Z=K23 P=Lam ped/4
K变换器设计公式
K 01 R sL a1m 01;K 02 R sL a2m 02;K 03 R sR Lm 03; K 12 L a1L a2m 12;K 13 L a 1R Lm 13;K 23 L a2R Lm 23
滤波器设计中的切比雪夫滤波器
滤波器设计中的切比雪夫滤波器切比雪夫滤波器是一种常用的数字滤波器，具有优秀的频率响应特性和设计灵活性。
本文将介绍切比雪夫滤波器的原理和设计方法，以及其在实际应用中的重要性。
一、切比雪夫滤波器的原理切比雪夫滤波器基于切比雪夫多项式，利用该多项式的特性设计出具有尽可能陡峭的频率响应的滤波器。
切比雪夫多项式的特点是在给定区间内具有最小偏离的性质，因此切比雪夫滤波器在通带和阻带的边缘具有较小的波纹，从而实现了更好的滤波效果。
二、切比雪夫滤波器的设计方法切比雪夫滤波器的设计需要确定滤波器的阶数、通带最大纹波和截止频率等参数。
一般来说，滤波器的阶数越高，频率响应的陡峭度越高，但设计难度也越大。
通带最大纹波决定了频率响应的平坦程度，而截止频率则确定了滤波器的工作范围。
具体的设计步骤如下：1. 确定滤波器的阶数，根据实际需求和设计要求合理选择。
2. 根据滤波器的阶数和通带最大纹波要求，计算切比雪夫多项式的系数。
3. 将切比雪夫多项式转化为传递函数形式，得到滤波器的传递函数表达式。
4. 根据传递函数表达式，使用模拟滤波器设计工具或数字滤波器设计工具进行进一步的设计和优化。
5. 对设计得到的滤波器进行验证和调整，确保满足要求的频率响应和滤波特性。
三、切比雪夫滤波器的应用切比雪夫滤波器广泛应用于信号处理、通信系统、图像处理等领域。
由于切比雪夫滤波器具有较小的波纹和较高的陡峭度，能够有效地滤除不希望出现在输出信号中的频率成分，因此在需要高质量滤波的场合得到了广泛应用。
以音频信号处理为例，切比雪夫滤波器可以应用于音频均衡器、音频压缩、音频降噪等功能的实现。
通过合理设计切比雪夫滤波器的参数，可以实现对音频信号的准确控制和处理，提高音频信号的质量和清晰度。
四、总结切比雪夫滤波器是一种重要的数字滤波器，具有优秀的频率响应特性和设计灵活性。
通过合理设计切比雪夫滤波器的参数，可以实现对信号的精确控制和处理，满足不同应用场景的需求。
数字切比雪夫滤波器的设计及matlab仿真
数字切比雪夫滤波器的设计及matlab仿真数字切比雪夫滤波器是一种常见的数字滤波器，它是由切比雪夫多项式设计而成的。
切比雪夫多项式是一类代数多项式，在理论计算和实际应用中具有广泛的应用。
数字切比雪夫滤波器的设计和matlab仿真是数字信号处理领域中重要的研究内容。
数字切比雪夫滤波器的设计基本步骤如下：首先确定滤波器类型，例如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等。
然后，通过切比雪夫多项式计算出滤波器的传递函数H(s)，转换成离散传递函数H(z)，并确定滤波器的通带截止频率、阻带截止频率和通带最大衰减量。
最后在matlab中实现数字切比雪夫滤波器的设计和仿真。
在数字切比雪夫滤波器的设计中，需要注意以下几点：1.滤波器类型的选择要符合实际应用中的需求和要求，例如在音频处理中常用的是低通滤波器，用于去除高频噪声和杂音。
2.切比雪夫多项式的阶数越高，滤波器的设计越精细，但会使设计过程变得更加困难和计算量更大，需要权衡设计精细程度和计算成本。
3.通带截止频率和阻带截止频率的设置应该根据实际信号的频率分布情况来确定，保证滤波器能够有效去除噪声信号。
4.通带最大衰减量的选择应该综合考虑信号处理的精度和计算性能，保证在去除噪声的同时尽可能保留信号的有效信息。
数字切比雪夫滤波器的matlab仿真是设计过程中必不可少的环节之一。
在matlab中，可以使用自带的函数cheby1、cheby2、chebwin 等来进行数字切比雪夫滤波器的设计和仿真。
同时，matlab还提供了各种可视化工具，如fdatool、filter designer等，方便用户进行滤波器性能分析和优化。
在数字信号处理应用中，数字切比雪夫滤波器被广泛应用于图像处理、音频处理、信号解调等领域。
其设计和优化方法对于提高数字信号处理的效率和精度具有重要的意义。
因此，深入研究数字切比雪夫滤波器的设计和优化方法，不仅对于学术研究有所帮助，也对于工程实践具有重要的指导意义。
滤波器设计中的自适应切比雪夫滤波器
滤波器设计中的自适应切比雪夫滤波器在滤波器设计中，自适应切比雪夫滤波器是一种重要的滤波器类型。
它通过调整滤波器的参数，以适应输入信号的特性，提供更好的滤波效果。
本文将介绍自适应切比雪夫滤波器的原理、设计方法和应用。
一、自适应切比雪夫滤波器的原理自适应切比雪夫滤波器是一种基于切比雪夫滤波器的改进型滤波器，其原理是通过自动调整切比雪夫滤波器的阶数和截止频率，以实现更准确的信号滤波。
传统的切比雪夫滤波器在设计过程中需要事先确定阶数和截止频率，而自适应切比雪夫滤波器则可以根据输入信号的特性实时调整这两个参数。
二、自适应切比雪夫滤波器的设计方法自适应切比雪夫滤波器的设计方法主要包括参数估计和参数调整两个步骤。
首先，通过参数估计方法，得到输入信号的统计特性，如均值、方差等。
然后，根据这些统计特性，使用最小均方差准则或最大似然估计等方法，调整切比雪夫滤波器的阶数和截止频率。
三、自适应切比雪夫滤波器的应用自适应切比雪夫滤波器在信号处理领域具有广泛的应用。
它可以用于信号去噪、信号增强、语音识别等任务。
例如，在语音识别中，自适应切比雪夫滤波器可以有效地去除背景噪声，提高语音识别的准确性。
在图像处理中，自适应切比雪夫滤波器可以用于图像去噪、图像增强等任务，改善图像质量。
四、自适应切比雪夫滤波器的优缺点自适应切比雪夫滤波器具有以下优点：首先，它可以根据输入信号的特性动态调整滤波器的参数，适应各种信号环境；其次，它能够提供更好的滤波效果，减小滤波器的幅频响应误差；最后，它具有较低的计算复杂度和较快的运行速度。
然而，自适应切比雪夫滤波器也存在一些缺点：首先，由于需要实时调整滤波器的参数，因此计算量较大，对计算资源要求较高；其次，对于非平稳信号或非线性系统，自适应切比雪夫滤波器可能无法取得理想的效果；最后，对于高阶滤波器，在参数调整过程中可能存在收敛速度慢、稳定性差等问题。
总结：自适应切比雪夫滤波器是一种在滤波器设计中常用的方法，它通过自动调整滤波器的参数，以适应输入信号的特性，提供更好的滤波效果。
切比雪夫滤波器设计
切比雪夫滤波器一 切比雪夫模拟滤波器1 切比雪夫多项式切比雪夫的振幅平方特性可以用切比雪夫多项式表示，所以这里首先简单介绍一下它的相关知识。
用)(Ωn C 表示n 阶切比雪夫多项式，当1||≤Ω时，)(Ωn C 可用下式定义：1||),cos cos()(≤ΩΩ=Ωnar C n进一步，可以将其表示为：n n n n n n c c c c C +Ω++Ω+Ω+Ω=Ω---12211)(2 切比雪夫1型模拟滤波器切比雪夫1型滤波器的振幅平方特性可以表示为：,2,1,)(11|)(|2221=Ω+=Ωn C j H n ε 或者,2,1,)/(11|)(|2221=ΩΩ+=Ωn C j H c n ε 式中，0>ε是设计参数。
直接给出其通带的波纹振幅为：2111εδ+-=如用分贝（dB ）表示波纹的大小，有)1lg(1011lg2022εε+=+-=p R3 切比雪夫滤波器的设计指标要设计切比雪夫滤波器，就必须指定若干设计参数。
从切比雪夫定义可知，由于1)1(=n C ，所以当1=Ω时，下式成立：22111|)(|ε+=Ωj H 又当s Ω=Ω时，有：222211)(11|)(|AC j H s n =Ω+=Ωε 式中，s Ω为阻带起始频率，1/A 为阻带的最大振幅（绝对）。
具体设计时，给定p s p R ,,ΩΩ及s A ，（其中p Ω为通带截止频率，21011log 10ε+-=p R ，2101log 10A A s -=）， 要确定滤波器的N c ,,Ωε（滤波器阶数），它们之间关系为：]1[log ]1[log /)1(11010210210221.020/-Ω+Ω-+=-=ΩΩ=Ω-==Ω=Ωr r psr R A p c g g N A g A ps εε二 用冲激响应不变法设计lIR 滤波器冲激响应不变法的设计原理是使得数字滤波器单位取样响应序列h(n)校仿模拟滤波器的冲响应)(t h a 。
切比雪夫I型带通数字滤波器的设计仿真
本科毕业设计（论文）题目切比雪夫I型带通数字滤波器设计、仿真与频谱分析姓名周志强专业自动化学号 201042059指导教师杨杰慧郑州科技学院电气工程学院二○一四年四月目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................ I I 绪论 (III)1 数字滤波器的发展现状及前景 (1)1.1 数字滤波器的研究背景及意义 (1)1.2 数字滤波器的发展现状及前景 (1)2 数字滤波器的概述 (4)2.1 数字滤波器的概念 (4)2.2 数字滤波器的基本结构 (4)2.2.1 IIR滤波器的基本结构 (4)2.2.2 FIR滤波器的基本结构 (6)2.3 数字滤波器的分类 (7)2.4 带通数字滤波器 (10)2.4.1 带通数字滤波器的特点 (10)2.4.2 带通数字滤波器的作用 (10)2.5 带通数字滤波器的设计方法 (10)2.5.1 IIR数字滤波器的设计方法 (11)2.5.2 FIR数字滤波器的设计方法 (12)2.6 IIR数字滤波器与FIR数字滤波器的比较分析 (13)3 MATLAB简介 (15)3.1 MATLAB的概况 (15)3.2 MATLAB产生的历史过程 (15)3.3 MATLAB的语言特点 (17)3.4 MTALAB的功能 (18)4 数字滤波器的设计 (21)4.1 双线性变换法设计滤波器 (21)4.1.1 双线性变换的基本知识 (21)4.1.2 用双线性变换法设计IIR 数字带通滤波 (21)4.2 脉冲响应不变法设计滤波器 (22)4.2.1 脉冲响应不变法的基本知识 (22)4.2.2 用脉冲响应不变法设计IIR数字带通滤波 (22)4.3 脉冲响应不变法与双线性变换法的比较 (24)4.4 数字滤波器的算法设计 (25)4.4.1 巴特奥兹滤波器 (25)4.4.2 切比雪夫滤波器 (27)4.4.2 椭圆滤波器 (29)5 仿真过程 (31)5.1 用MATLAB设计滤波器的步骤 (31)5.2 设定系统的仿真对象 (31)5.3 系统对象滤波器设计方法 (31)5.4 MATLAB程序仿真设计 (32)5.4.1 产生一个含有50Hz、100Hz和150Hz的混合正弦波信号 325.4.2 对混合正弦波信号X进行滤波 (33)5.4.3 绘出信号滤波前、后的幅频图 (34)5.4.4 创建仿真模型图 (35)5.4.5 仿真模块参数设置 (36)5.5 系统仿真运行 (38)结论 (40)致谢 (41)参考文献 (42)郑州科技学院毕业设计（论文）任务书题目切比雪夫I型带通数字滤波器设计、仿真与频谱分析专业自动化学号 201042059姓名周志强一、毕业设计主要内容学习数字信号处理的知识，掌握数字滤波器的设计方法，掌握用FFT分析信号频谱的方法。
切比雪夫模拟高通滤波器matlab实验
题目滤波器设计与实现学生姓名学号专业班级设计内容与要求一、设计内容：设计一个模拟高通切比雪夫Ⅰ滤波器，技术指标：通带截止频率2000Hz，通带最大衰减1dB；过渡带700Hz，阻带最小衰减60dB，画出其幅度谱和相位谱。
二、设计要求：1 设计报告一律按照规定的格式，使用A4纸，格式、封面统一给出模版。
2 报告内容（1）设计题目及要求（2）设计原理(包括滤波器工作原理、涉及到的matlab函数的说明) （3）设计内容（设计思路，设计流程、仿真结果）（4）设计总结（收获和体会）（5）参考文献（6）程序清单起止时间2012年12 月3日至2012年12月11 日指导教师签名2012年12月2日系（教研室）主任签名年月日学生签名年月日一、设计题目及要求设计一个模拟高通切比雪夫Ⅰ滤波器，技术指标：通带截止频率2000Hz ，通带最大衰减1dB ；过渡带700Hz ，阻带最小衰减60dB ，画出其幅度谱和相位谱。
二、设计原理 (包括滤波器工作原理、涉及到的matlab 函数的说明)2.1切比雪夫滤波器的内容：2.1.1、切比雪夫滤波器的幅度平方函数：从公式中我们可以发现它需要计算的ε和N，1101.0-=pa ε边带频率p Ω，通带最大衰减p α=0.1dB 、阻带最大衰减s α=50dB 、阻带截止频率s Ω，它们满足：)/cosh()/110cosh(11.0p s a ar ar N s ΩΩ-≥-ε根据公式可以求出最小的切比雪夫I 型滤波器阶数的N 最小值。
2.1.2、切比雪夫滤波器的三个参量： Ωc 通带截止频率，ε表征通带内波纹大小由：22221()()1()a N pA H j C εΩ=Ω=Ω+Ω由通带衰减决定。
2.1.3、滤波器阶数N 的确定：设阻带的起始点频率(阻带截止频率)用Ωs 表示，在Ωs 处的A2(Ωs)为 ：令λs=Ωs/Ωp ，由λs>1，有：可以解出：2.1.4、3dB 截止频率Ωc 的确定：令按照(6.2.19)式，有：通常取λc>1，因此： 上式中仅取正号，得到3dB 截止频率计算公式2.2涉及到的MATLAB 函数：121211211()[()]1()11[1]()()111[1]()N s s s s s s p s C ch Nch A ch A N ch ch NA λλελελλελ----==--=⎫⎪⎧Ω=Ω-⎨⎬⎩⎪⎭22211()2()1,1()[()]c c N c c pN c c A C C ch Nch ελλλλε-Ω=Ω==Ω=±=2max2min22max min 2()10lg ()1() 1 ()1A A A A δεΩ=ΩΩ=Ω=+220.110lg(1)101δδεε=+=-2221()1()s sN PA C εΩ=Ω+Ω①[N, wpo]=cheblord(wp, ws, Rp, As, 's')该格式用于计算切比雪夫1滤波器的阶数N 和阻带截止频率wsp 。
切比雪夫低通滤波器的仿真设计
摘要 ： 设计 了一个切 比雪夫低通 滤波器， 切 比雪夫滤波 器的通带 内有纹 波， 阻带 内衰减快， 它是 以通 带内的波纹换取截止 频率处的最大衰减。波纹越 大， 截止频 率处的衰减越 大。该设计方案能达到较好的滤波效果 ， 并用 电路仿真软件对其进
行 了仿 真 ， 仿 真 结果 非 常接 近 于理 想 滤 波 器的 频 率 响 应 曲线 。 关键 词 ： 低通滤 波器； 归 一化 ； 仿 真
ＣＵｌ Ｗ ｅ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｌ ｏ ｗ ｐ ａ ｓ ｓ ｂ ａ ｎ ｄ ｉｌ ｆ ｔ ｅ ｒ ； Ｎｏ ｒ ｍａ ｌ ｉ ｚ ｅ ；应 电子 技术和 通讯 技术 的迅 猛发展 和 电子产业
的快 速 扩 张 ， 滤 波 器 这 一 在 信 号 处 理 方 面无 可 替 代 的模 块 也
比雪夫滤波器具有下列基本特征 ： （ １ ）当∞ ０ ， Ｎ为偶数时 ， （ 旧（ ｊ ｏ ） Ｉ ＝ １ 。 ； 当 Ｎ为奇数时 ，
它 出现之 日起 ， 就引起 了诸多领域 人们 的广泛 关注 。 设计 并 制造 出一 个易于实 现、 性 能高 的 Ｌ Ｃ低 通滤波器 也成 为人们 不停 研究 的课 题 。 本文 从切 比雪 夫模型进 行逼近 ， 在相应 的 函数模 型下做 归一化 电路元件参 数计算 ， 再 由特性 阻抗得 到 对应 电路元件 的实际参数 ， 然 后利用 电路仿真 软件 ｍｕ ｌ ｉ ｓ ｉ ｍ８ 对 电路进行仿 真， 并分析各元件参数变 化时对频率特 性的影
大小 ， 是∞对 的归一化频率， 为通带截止频率 。
根据 式（ １ ） 和 切 比 雪 夫 多项 式 的性 质 ， Ｎ 阶 归一 化 低 通 切
个 重要方 面 。故滤波器 的性 能好坏 无疑将 直接影 响着产 品
切比雪夫滤波器设计和仿真
切比雪夫滤波器设计和仿真摘要：滤波器是一种常见的电路形式，在电子线路中有广泛的应用。
滤波器的设计在这些领域中是必不可缺的。
滤波器是一种能使有用频率信号通过而同时抑制（或衰减）无用频率信号的电子电路或装置。
按照不同的频域或时域特性要求，可分巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫型（Chebyshev）、贝塞尔型（Bessel)椭圆型（Elliptic），这些都是属于模拟低通滤波器。
切比雪夫型滤波器的特点是通带内增益有起伏。
本文介绍的是借助Multisim 10仿真实现二阶切比雪夫低通有源滤波器的设计。
关键词：滤波器；频域或时域特性；切比雪夫；Multisim10Chebyshev LPF's design and emulation Abstrac：Filter would completely eliminate signals above the cutoff frequency, and perfectly pass signals below the cutoff frequency . In real filters, various rade-offs are made to get optimum performance for a given application. There are manybooks that provide information on popular filter types like the Butterworth, Bessel, and Chebyshev filters, just to name few. Chebyshev filters are designed to have ripple in the pass-band, but steeper roll off after the cutoff frequency. Cutoff frequency is defined as the frequency at which the response falls below the ripple band. For a given filter order, a steeper cutoff can be achieved by allowing more pass-band ripple. The transient response of a Chebyshev filter to a pulse input shows more overshoot and ringing than a Butterworth filter.Key Words:Filter；popular filter types；Chebyshev function；Multisim 10引言随着现代科学技术的发展，滤波技术在通信、测试、信号处理、数据采集和实时控制等领域都得到了广泛的应用。
广义切比雪夫滤波器的电路仿真模型PPT课件
0
jK13i1
jK23i2
(RL
R3
jL3
1
jC3
)i3
0
12
矩阵形式的电路方程
上述方程可以写成如下的矩阵形式 ：
RS
R1j1 1
jK12
jK13
jK12
R2j2 2
jK23
jK13
RLR3jK j233 3iii132e00s
或， [Z][i][e]
其中，[ Z ] 是 3 3 的阻抗矩阵。
13
阻抗矩阵
RS
R1j1 1
jK12
jK13
Z
jK12
R2j2 2
jK23
jK13
jK23
RLR3j3 3
14
15
(Mii(w)-Mii(w0))/Mii(w0)
0.25 0.2 0.15 0.1 0.05
0 -0.05
0.5
w0/wi=0.7 w0/wi=0.8 w0/wi=0.9 w0/wi=1.1 w0/wi=1.2 w0/wi=1.3
我们先考虑一个不包括源和负载耦合三腔 正交耦合滤波器。
7
3腔正交耦合滤波器的电路模型
R1 Rs
es
L1
C1
K13
R3
L3
C3
RL
K12
R2
L2
C2 K23
图二、3腔正交耦合滤波器的电路模型
8
3腔正交耦合滤波器的电路模型
Ri
1 Qi
i 1, 2,3
Li
Ci
1
i
i 1, 2,3
9
K变换器的等效电路
4
广义切比雪夫滤波器的等效电路
切比雪夫微波低通滤波器的设计
−1
图 1.1-1
滤波器外观
根据现有材料以及便于加工的原则，部分尺寸固定为：
外导体内边长 高阻抗线直径 低阻抗线直径
10 × 10 mm 1mm 8mm
其中低阻抗线与导体间填充介质聚四氟乙烯，相对介电常数为 2.54。 高阻抗线与外导体间介质为空气。 两边端口的直径根据特性阻抗计算公式，特性阻抗为 50 欧姆时，其直径为 5mm，其长度固定为 5mm。 由这些给定的尺寸结构以及工程指标， 可以计算出余下的各个部件的尺寸， 即各段阻抗线的长度。 然后再应用 HFSS 等电磁设计软件进行仿真优化，得出最 后实际加工的结构尺寸。
在图 2.5-3 中（a）和（b）两电路互为对偶，两者都可用作低通原型滤波器， 其响应相同。 由于该电路是可逆的故既可以把左边的电阻看成信号源的内阻，也 可以把右边的电阻看成信号源的内阻。图中各元件的物理意义如下： 串联电感 Gk ∣k=1-n= 或并联电容
g0 =
若 g 1 = C 1' (即电容输入)，则为信号源的电阻 R 0' 若 g 1 = L1' (即电容输入)，则为信号源的电阻 G 0' 若 gn = Cn ' ，则为负载电阻 R' n + 1 gn = Ln ' ，则为负载电导 G ' n + 1
（2.6-1）
式中 ε = 10
Ar 10
L
−1
由于式 （2.6-1） 中的括号内的量， 在 ω ' = 0 时， 具有最大可能数目的零导数， 故有最平坦之称。式中的 n 相当于图中的电抗元件的数目。 实际设计中，可根据所给的响应特性求得 n 为：
n≥
(10 0.1 LA − 1) lg (10 0.1LAr − 1) lg(2πω )
巴特沃斯、切比雪夫滤波器的仿真与实现
华北科技学院课程设计任务书2013 — 2014 学年第二学期电子信息工程学院（系、部）通信工程专业 B111 班级课程名称：移动通信设计题目：巴特沃斯、切比雪夫滤波器的仿真与实现完成期限：自16 周至 18 周共 3 周目录1．前言 31.1 MATLAB 31.2 滤波器的概念 51.2.1滤波器的原理 51.2.2理想滤波器与实际滤波器 61.2.3 滤波器的分类 72.设计目的 93.设计原理 93.1.模拟低通滤波器的设计指标及逼近方法 9 3.2.巴特沃斯低通滤波器的设计方法 103.3.切比雪夫滤波器的设计方法 144.详细设计与系统分析 214.1程序设计 214.1.1巴特沃斯滤波器 214.1.2切比雪肤滤波器 234.2同一滤波器不同参数的比较 254.2.1巴特沃斯滤波器 254.2.2切比雪夫滤波器 274.3不同滤波器同一阶数的比较 304.3.1低通滤波器 304.3.2高通滤波器 304.3.3带通滤波器 314.3.4带阻滤波器 315.心得体会 326.参考文献 32摘要：利用MATLAB设计滤波器,可以按照设计要求非常方便地调整设计参数,极大地减轻了设计的工作量,有利于滤波器设计的最优化。
MATLAB因其强大的数据处理功能被广泛应用于工程计算,其丰富的工具箱为工程计算提供了便利,利用MATLAB信号处理工具箱可以快速有效地设计各种数字滤波器,设计简单方便。
本文介绍了在MATLAB R2009a 环境下滤波器设计的方法和步骤。
关键词：滤波器，MATLAB1．前言1.1 MATLABMATLAB是美国MathWorks公司开发的一种功能极其强大的高技术计算语言和内容极其丰富的软件库，集数值计算、矩阵运算和信号处理与显示于一身。
该软件最初是由美国教授Cleve Moler创立的。
1980年前后，他在教线性代数课程时，发现用其他高级语言编程时极不方便，便构思开发了MATLAB，即矩阵实验室（Matrix Laboratory）。
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切比雪夫滤波器设计和仿真
摘要：滤波器是一种常见的电路形式，在电子线路中有广泛的应用。
滤波器的设计在这些领域中是必不可缺的。
滤波器是一种能使有用频率信号通过而同时抑制（或衰减）无用频率信号的电子电路或装置。
按照不同的频域或时域特性要求，可分巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫型（Chebyshev）、贝塞尔型（Bessel)椭圆型（Elliptic），这些都是属于模拟低通滤波器。
切比雪夫型滤
波器的特点是通带内增益有起伏。
本文介绍的是借助Multisim 10仿真实现二阶切比雪夫低通有源滤波器的设计。
关键词：滤波器；频域或时域特性；切比雪夫；Multisim10
Chebyshev LPF's design and emulation Abstrac：Filter would completely eliminate signals above the cutoff frequency, and perfectly pass signals below the cutoff frequency . In real filters, various rade-offs are made to get optimum performance for a given application. There are manybooks that provide information on popular filter types like the Butterworth, Bessel, and Chebyshev filters, just to name few. Chebyshev filters are designed to have ripple in the pass-band, but steeper roll off after the cutoff frequency. Cutoff frequency is defined as the frequency at which the response falls below the ripple band. For a given filter order, a steeper cutoff can be achieved by allowing more pass-band ripple. The transient response of a Chebyshev filter to a pulse input shows more overshoot and ringing than a Butterworth filter.
Key Words:Filter；popular filter types；Chebyshev function；Multisim 10
引言
随着现代科学技术的发展，滤波技术在通信、测试、信号处理、数据采集和实时控制等领域都得到了广泛的应用。
滤波器的设计在这些领域中是必不可缺的，有时甚至是至关重要的环节。
比如说，在通信领域，常常利用种滤波器来抑制噪声，去除干扰，以提高信噪比。
随着电子计算机的普及和材料科学的进步，各种各样的滤波器的辅助设计软件也得以不断推出，设计人员可以选择高功效的滤波
图1无源滤波器及它的幅频特性
图3一阶低通有源滤波器
二阶有源低通滤波电路
用波特图示仪观察其幅频特性并记录
结论
本文从滤波器的基本要点出发，由无源滤波器到有源滤波器，有源低通滤波器，一阶有源低通、二阶有源低通，循序渐进，观察它们的滤波器特性，最后引入到切比雪夫滤波器的设计。
通过公式的运用和查表计算出电路的参数，并画出了电路图，最终设计出了二阶切比雪夫低通滤波器。
利用了Multisim 10仿真观察了它的幅频特性，了解了它的特点。
通过次论文的写作让我对滤波器的相关知识有了进一步的认识，同时也学会了Multisim 10软件的操作。
参考文献
[1]彭磊，张建平．滤波技术[M]．北京：机械工业出版，1998：227．
[2] 王宇航，姚育等．滤波器的分析及应用[J]．电机与控制学报，2003，32(7)：
673．
[3] 胡汉起．无源滤波器应用[M]．北京：机械工业出版社，1991：184．
[4] 杨广，梁瑞生，罗仁华．多通道窄带滤波器设计[J]．中国激光，2001，19(4)：
143．
[5] 江友华，唐忠．混合有源滤波器多目标优化设计[J]．物理学报，
2001，19（4）：143．
[6] 王一凡，罗正祥等．广义切比雪夫滤波器等效电路参数的提取[J]．航空材料
学报，2001，21(2)：1～5．
[7] 吴镇扬．数字信号处理[M]．北京：高等教育出版社，2004：110．
[8] 王启文，王晓霞．切比雪夫频率特性显示仪[J]．物理学报，2003，47(2)：
183．
[9] 王洪刚，张志美，乔双．切比雪夫滤波器研究[M]．吉林：吉林出版社，
2005：180．
[10] 赵威威．基于NI Multisim10的仿真研究[J]．湖南师大工学院学报，
200（6）：21．。