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巴特沃斯滤波器c语言代码

? 2018年01月26日 11:23 ? 次阅读

心博天下娱乐平台 www.syycw.cn 巴特沃斯滤波器是电子滤波器的一种。巴特沃斯滤波器的特点是通频带的频率响应曲线最平滑。这种滤波器最先由英国工程师斯蒂芬·巴特沃斯(Stephen Butterworth)在1930年发表在英国<无线电工程>期刊的一篇论文中提出的。

巴特沃斯滤波器的次数

根据给定的参数设计模拟滤波器,然后进行变数变换,求取数字滤波器的方法,称为滤波器的间接设计。做为数字滤波器的设计基础的模拟滤波器,称之为原型滤波器。这里,我们首先介绍的是最简单最基础的原型滤波器,巴特沃斯低通滤波器。由于IIR滤波器不具有线性相位特性,因此不必考虑相位特性,直接考虑其振幅特性。

巴特沃斯滤波器c语言代码

在这里,N是滤波器的次数,Ωc是截止频率。从上式的振幅特性可以看出,这个是单调递减的函数,其振幅特性是不存在纹波的。设计的时候,一般需要先计算跟所需要设计参数相符合的次数N。首先,就需要先由阻带频率,计算出阻带衰减

巴特沃斯滤波器c语言代码

将巴特沃斯低通滤波器的振幅特性,直接带入上式,则有

巴特沃斯滤波器c语言代码

最后,可以解得次数N为

巴特沃斯滤波器c语言代码

当然,这里的N只能为正数,因此,若结果为小数,则舍弃小数,向上取整。

巴特沃斯滤波器的传递函数

巴特沃斯低通滤波器的传递函数,可由其振幅特性的分母多项式求得。其分母多项式

巴特沃斯滤波器c语言代码

根据S解开,可以得到极点。这里,为了方便处理,我们分为两种情况去解这个方程。当N为偶数的时候,

巴特沃斯滤波器c语言代码

这里,使用了欧拉公式。同样的,当N为奇数的时候,

巴特沃斯滤波器c语言代码

同样的,这里也使用了欧拉公式。归纳以上,极点的解为

巴特沃斯滤波器c语言代码

上式所求得的极点,是在s平面内,在半径为Ωc的圆上等间距的点,其数量为2N个。为了使得其IIR滤波器稳定,那么,只能选取极点在S平面左半平面的点。选定了稳定的极点之后,其模拟滤波器的传递函数就可由下式求得。

巴特沃斯滤波器c语言代码

巴特沃斯滤波器的实现(C语言)

首先,是次数的计算。次数的计算,我们可以由下式求得。

巴特沃斯滤波器c语言代码

其对应的C语言程序为

N = Ceil(0.5*( log10 ( pow (10, Stopband_attenuaTIon/10) - 1) /

log10 (Stopband/Cotoff) ));

然后是极点的选择,这里由于涉及到复数的操作,我们就声明一个复数结构体就可以了。最重要的是,极点的计算含有自然指数函数,这点对于计算机来讲,不是太方便,所以,我们将其替换为三角函数,

巴特沃斯滤波器c语言代码

这样的话,实部与虚部就还可以分开来计算。其代码实现为

typedef struct

{

double Real_part;

double Imag_Part;

} COMPLEX;

COMPLEX poles[N];

for(k = 0;k <= ((2*N)-1) k++)

{

if(Cotoff*cos((k+dk)*(pi/N)) < 0)

{

poles[count].Real_part = -Cotoff*cos((k+dk)*(pi/N));

poles[count].Imag_Part= -Cotoff*sin((k+dk)*(pi/N));

count++;

if (count == N) break;

}

}

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本文介绍了巴特沃斯滤波器电路、巴特沃斯滤波器原理与巴特沃斯低通滤波器原理图,最后对巴特沃斯滤波器优缺...

发表于 2018-01-26 09:53 ? 910次阅读
巴特沃斯滤波器优缺点分析

巴特沃斯滤波器的原理_巴特沃斯滤波器优点介绍

本文首先介绍了什么是巴特沃斯滤波器与巴特沃斯滤波器的特性,其次介绍了巴特沃斯滤波器原理,详细的分析了...

发表于 2018-01-26 09:21 ? 510次阅读
巴特沃斯滤波器的原理_巴特沃斯滤波器优点介绍

nmealib的使用可以缩短GPS的开发周期

该解码库目前最新为0.5.3版本,它使用纯C语言编写,支持windows、winCE 、UNIX平台...

发表于 2018-01-25 15:12 ? 1036次阅读
nmealib的使用可以缩短GPS的开发周期

ADC0834模块的C51源程序

单片机C51语言是由C语言继承而来的。和C语言不同的是,C51语言运行于单片机平台,而C语言则运行于...

发表于 2018-01-24 11:37 ? 123次阅读
ADC0834模块的C51源程序

解析C语言与ARM汇编与的相互调用以及与 C++...

全局变量只能通过地址间接调用,为了访问C++语言中全局变量,首先要通过extern伪指令引入全局变量...

发表于 2018-01-23 10:29 ? 886次阅读
解析C语言与ARM汇编与的相互调用以及与 C++...

基于C语言中scanf函数的3种常见问题的原因分...

在写代码时总是不小心在这里犯错,所以特意查了一下这个函数,并且做以整理,现分享给大家。

发表于 2018-01-22 12:34 ? 937次阅读
基于C语言中scanf函数的3种常见问题的原因分...

如何成为嵌入式高手的学习路线解析

了解linux系统;区分各种版本的Linux系统,以便于拓展 Linux视野。 1、Linux...

发表于 2018-01-19 11:01 ? 3293次阅读
如何成为嵌入式高手的学习路线解析

电路板排列问题 回溯(C语言)

本文为大家带来用C语言实现的回溯法电路板排列程序。

发表于 2018-01-18 17:06 ? 165次阅读
电路板排列问题 回溯(C语言)

关于单片机和c语言的10个问题和解答

1. C语言和汇编语言在开发单片机时各有哪些优缺点? 答:汇编语言是一种用文字助记符来表示机器指令...

发表于 2018-01-18 14:51 ? 1012次阅读
关于单片机和c语言的10个问题和解答

基于gcc将C语言变量与指令操作数相关联

在C中嵌入汇编的最大问题是如何将C语言变量与指令操作数相关联。当然,gcc都帮我们想好了。下面是是一...

发表于 2018-01-16 14:55 ? 1082次阅读
基于gcc将C语言变量与指令操作数相关联

利用C语言创建windows窗口的程序解析

C语言创建windows窗口

发表于 2018-01-15 10:42 ? 1175次阅读
利用C语言创建windows窗口的程序解析

用C 语言描述AES256 加密算法

高级加密标准 (AES) 已经成为很多应用(诸如嵌入式系统中的应用等)中日渐流行的密码规范。自从 2...

发表于 2018-01-10 20:59 ? 200次阅读
用C 语言描述AES256 加密算法

小波去噪c语言程序

主要介绍了小波去噪c语言程序,小波阈值去噪就是对信号进行分解,然后对分解后的系数进行阈值处理,最后重...

发表于 2018-01-10 16:11 ? 795次阅读
小波去噪c语言程序

了解多线程并深入分析CreateThread与_...

本文将带领你与多线程作第一次亲密接触,并深入分析CreateThread与_beginthreade...

发表于 2018-01-09 17:08 ? 525次阅读
了解多线程并深入分析CreateThread与_...

基于C语言中指针的基本用法解析

我C语言中其它的知识都学得可以,唯独指针搞不懂。如果是这样,我可以很负责的告诉你,对于这门编程语言,...

发表于 2018-01-09 15:12 ? 1162次阅读
基于C语言中指针的基本用法解析