50Hz陷波器设计(matlab)
50赫兹陷波器电路
50Hz陷波器电路
为避免50Hz交流市电干扰，加入一个50Hz陷波器电路，可以专门针对在50Hz附近的频率作用（如右图）。
主体电路分为两个部分。
前一个部分为陷波部分，采用“双T”式接法，可以看成是一个二阶带阻滤波电路。
R9，R10和C6以及C4，C5和R11分别决定两个滤波截止频率。
其中，R11可以看作是两个33K的电阻并联后的结果，C6可以看作是两个0.1uF的电阻并联后的结果，因此可以等效成对应的对称滤波电路。
电路高端截止频率和低端截止频率相等，均由2πRC决定，其中R=33K，C=0.1uF，可求得f1=f2=50Hz，所以该电路可以专门针对50Hz的信号起作用。
后一个部分为一个集成运算放大器，选用LM324。
下面我们通过示波器及波特仪仿真看看效果，连线如下：
下面我们看看仿真结果：先看看示波器输出：
很明显，输入的50HZ，VP-P=10V信号被大幅度衰减，输出峰值不到1V。
再看看系统的波特图：
通过波特图也可以明显看出系统对50HZ的陷波。
【另：通过波特图可以很清楚的知道为什么起名叫“陷波器”】。
matlab中陷波滤波器传递函数
一、概述陷波滤波器是一种常用的信号处理滤波器，它可以在频谱中指定的频带内压制特定频率成分。
在Matlab中，设计和分析陷波滤波器的传递函数是很常见的操作，因此本文将介绍在Matlab中如何求解陷波滤波器的传递函数。
二、陷波滤波器概述陷波滤波器又称为陷波器、陷波滤波器，它具有在某一频率范围内对信号进行衰减的特性。
在通信系统和音频处理中，陷波滤波器通常用于去除特定频率的干扰信号。
陷波滤波器可以是数字滤波器，也可以是模拟滤波器，其传递函数形式各异。
三、Matlab中陷波滤波器传递函数的求解在Matlab中，求解陷波滤波器的传递函数可以通过多种方法实现，下面将介绍其中几种常用的方法：1. 使用MATLAB内置函数Matlab中提供了一些内置函数可以直接用来设计陷波滤波器的传递函数，例如“bandstop”，“cheby2”等函数。
用户只需要指定滤波器的类型、频率范围、通带波纹和阻带衰减等参数，就可以得到对应的传递函数。
2. 使用滤波器设计工具箱Matlab中的滤波器设计工具箱提供了丰富的滤波器设计函数和工具，可以方便地求解陷波滤波器的传递函数。
用户可以通过交互式界面指定滤波器的参数，然后生成对应的传递函数。
3. 手动计算传递函数用户也可以根据陷波滤波器的理论特性和公式，手动计算滤波器的传递函数。
这种方法需要用户对信号处理和滤波器设计有较深的理解，通常用于特定的定制化滤波器设计。
四、示例下面通过一个具体的示例来展示在Matlab中如何求解陷波滤波器的传递函数。
假设需要设计一个通带中心频率为100Hz，通带宽度为10Hz，阻带宽度为5Hz的陷波滤波器，我们可以使用Matlab中的“bandstop”函数来实现。
代码如下：设计陷波滤波器fs = 1000; 采样频率f1 = 95; 通带左边界f2 = 105; 通带右边界f3 = 90; 阻带左边界f4 = 115; 阻带右边界n = 4; 阶数[b,a] = cheby2(n,40,[f1/(fs/2) f2/(fs/2)],'stop'); 使用cheby2函数设计陷波滤波器freqz(b,a,512,fs); 绘制滤波器的频率响应曲线通过以上代码，我们可以得到滤波器的传递函数系数b和a，并且绘制出滤波器的频率响应曲线，从而验证滤波器的设计效果。
matlab中陷波滤波器传递函数表达形式
MATLAB中陷波滤波器是一种常用的数字滤波器类型，它可以在频率响应中实现零点和极点的传递函数形式。
在MATLAB中，我们可以通过不同的方法来表示陷波滤波器的传递函数，下面将详细介绍这些方法和表达形式。
一、传递函数的标准形式表示在MATLAB中，陷波滤波器的传递函数通常使用标准的二阶形式表示。
其传递函数表达形式如下所示：H(z) = (1 - a*exp(j*theta))/(1 - a*exp(-j*theta))其中，a是零点的半径，theta是零点的角度。
这种形式的传递函数可以很方便地在MATLAB中进行表达和处理。
二、传递函数的分子-分母形式表示除了标准形式之外，我们还可以使用传递函数的分子-分母形式来表示陷波滤波器的传递函数。
这种形式的传递函数可以更直观地表达零点和极点的位置，有助于分析滤波器的性能。
其表达形式如下：H(z) = b(z)/a(z)其中，b(z)表示传递函数的分子多项式，a(z)表示传递函数的分母多项式。
通过这种形式，我们可以方便地对滤波器进行频域和时域的分析。
三、传递函数的零极点形式表示另外，我们还可以使用传递函数的零极点形式来表示陷波滤波器的传递函数。
这种形式可以更直观地展示滤波器的零点和极点位置，方便我们对滤波器进行分析和设计。
其表达形式如下：[z, p, k] = tf2zp(b, a)其中，b和a分别表示传递函数的分子多项式和分母多项式，而[z, p, k]则分别表示滤波器的零点、极点和增益。
通过这种形式，我们可以清晰地了解滤波器在频域中的性能。
在MATLAB中，我们可以通过标准形式、分子-分母形式和零极点形式来表达陷波滤波器的传递函数，每种形式都有其特点和适用范围。
在实际应用中，我们可以根据需要选择合适的表达形式来分析和设计滤波器，以满足不同的工程需求。
希望本文介绍的内容能够帮助读者更好地理解和运用MATLAB中陷波滤波器的传递函数表达形式。
四、MATLAB中陷波滤波器的频域分析在MATLAB中，我们可以利用陷波滤波器的传递函数来进行频域分析。
matlab 陷波滤波器设计
Matlab 陷波滤波器设计在信号处理领域，滤波器是一种常用的工具，用于去除信号中的噪声或者特定频率成分。
陷波滤波器是一种特殊的滤波器，它可以将某一特定频率范围内的信号抑制，而不影响其他频率成分。
在Matlab中，设计陷波滤波器可以通过一系列函数和工具实现，本文将介绍在Matlab中设计陷波滤波器的基本原理和步骤。
1. 陷波滤波器的概念及应用陷波滤波器又称为带阻滤波器或带阻脉冲响应滤波器，其作用是在某一特定频率范围内对信号进行抑制，而对其他频率成分不产生影响。
这种滤波器常用于去除信号中的特定频率噪声或干扰，或者对特定频率信号进行分析和处理。
2. Matlab中的陷波滤波器设计函数在Matlab中，设计陷波滤波器可以使用Signal Processing Toolbox 提供的一系列函数和工具。
其中，最常用的函数包括：- ellip：使用椭圆函数设计数字滤波器- designfilt：设计各种类型的数字滤波器- fvtool：数字滤波器可视化工具- freqz：频率响应分析工具通过这些函数和工具，可以灵活地选择滤波器的类型、阶数、截止频率等参数，进行陷波滤波器的设计和分析。
3. 陷波滤波器设计的基本步骤使用Matlab设计陷波滤波器通常包括以下基本步骤：- 确定滤波器类型：根据具体应用需求，选择合适的陷波滤波器类型，如Chebyshev陷波滤波器、椭圆陷波滤波器等。
- 确定滤波器参数：确定滤波器的阶数、截止频率、通带波纹、阻带衰减等参数。
- 使用设计函数：调用designfilt或ellip函数，输入滤波器类型和参数，得到设计好的滤波器系数。
- 分析滤波器性能：使用fvtool或freqz函数，分析滤波器的频率响应、幅相特性等性能指标。
- 优化滤波器设计：根据分析结果，对滤波器参数进行调整和优化，直至满足设计要求。
4. 示例代码下面是一个简单的示例代码，演示了在Matlab中使用ellip函数设计Chebyshev陷波滤波器的过程：```matlab设计参数Rp = 1; 通带波纹Rs = 60; 阻带衰减Fp = 1000; 通带截止频率Fs = 1200; 阻带截止频率Fsampling = 4800; 采样频率使用ellip函数设计滤波器[n, Wn] = ellipord(Fp/(Fsampling/2), Fs/(Fsampling/2), Rp, Rs); [b, a] = ellip(n, Rp, Rs, Wn);滤波器频率响应分析fvtool(b, a);```5. 总结本文介绍了在Matlab中设计陷波滤波器的基本原理和步骤，以及常用的设计函数和工具。
50Hz工频信号陷波器设计
50Hz工频信号陷波器设计预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制第1章摘要本文介绍一种基于运算放大器的工频信号陷波器的设计与制作，用以消除叠加在频率为1kHz以上的测试信号中所包含的50Hz工频信号。
叙述内容包括工频信号陷波器的工作原理与设计思路，介绍了陷波器的参数计算及其选择，通过multisim仿真，记录和分析了该陷波器的工作特性与陷波性能，论证了该陷波器的可行性。
此次设计的陷波器优点是：陷波性能良好，带宽较小，品质因数Q可调，即滤波性能便于调整，电路线路简单，具有实际应用价值。
缺点是：对于元器件的参数要求高，需要仔细调节。
第2章设计原理概述及设计要求2.1陷波器的基本原理及作用陷波器也称带阻滤波器（窄带阻滤波器），它能在保证其他频率的信号不损失的情况下，有效的抑制输入信号中某一频率信息。
所以当电路中需要滤除存在的某一特定频率的干扰信号时，就经常用到陷波器。
在我国采用的是50hz频率的交流电，所以在平时需要对信号进行采集处理和分析时，常会存在50hz的工频干扰，对我们的信号处理造成很大干扰，因此50Hz陷波器在日常成产生活中被广泛应用，其技术已基本成熟。
工频陷波器不仅在通信领域里被大量应用，还在自动控制、雷达、声纳、人造卫星、仪器仪表测量及计算机技术等领域有着广泛的应用。
2.2设计要求1：完成题目的理论设计模型；2：完成电路的multisim仿真；3：完成一份设计说明书(其中包括理论设计的相关参数以及仿真结果);4：提交一份电路原理图第3章基于运算放大器的工频信号陷波器设计3.1理论分析陷波器就是一种用作单一频率陷波的窄带阻滤波器，一般用带通滤波器和减法器电路组合起来实现。
理想的带阻滤波器在其阻带内的增益为零。
带阻滤波器的频率特性如图3.1.1所示。
滤波器的中心频率0f 和抑制带宽BW 之间的关系为：00H Lf f Q BW f f ==-图3.1.1带阻滤波器频率特性陷波器的实现方法有很多，本次设计采用的是电路比较简单，易于实现的双T型陷波器。
双T型陷波器滤波电路
第二次电子版作业题目：用multisim仿真软件设计心电图电路中双T型50HZ陷波器滤波电路（有源滤波器）。
一、电路介绍及参数计算1、最基本双T型结构陷波器又称带阻滤波器，用于抑制或衰减某一频率段的信号，而让该频段外的所有信号通过。
在进行心电图测量时，常会受到周围50HZ工频干扰，或者由于电极和皮肤接触不良导致严重的50HZ工频干扰使得无法记录心电图，为抑制此类干扰常使用陷波器。
图1 双T网络如图1所示，为典型的RC双T网络，由RC低通滤波器和RC高通滤波器并联而成。
从原理上说，一个截止频率为f1的低通滤波器与一个截止频率为f2的高通滤波器并联在一起，满足条件f1<f2时，即组成带阻滤波器。
当输入信号通过电路时，凡是f<f1的信号均可从低通滤波器通过，凡是f>f2的信号均可以从高通滤波器通过，只有频率范围在f1<f<f2的信号被阻断。
双T网络各器件的值满足如下关系：C1=C2=C，C3=2C；R1=R2=R，R3=1/2R。
上图电路满足如下电路方程式(V1-V2)sC1 = 2V2/R3+( V2-V4)sC2(V1-V2)/R1 = (V3-V4)/R2+V3sC3(V3-V4)/R2 + ( V2-V4)sC2 = 0通过以上四式可得到V4 V1= C2R2s2+1C2R2s2+4CRs+1可以看出上式满足典型的二阶系统特性，所以可得ω0= 1RC2β= 4RCQ = ω02β= 14由于无源双T网络的输入阻抗较小，输出阻抗较大，容易受到电路前后级的影响，特性不是很好，Q值较低，不宜直接使用，通常在双T网络基础上采用运放加上适当反馈构成实用的有源双T陷波器。
2、双T型50HZ陷波器滤波电路（有源滤波器）图2 双T型有源陷波器滤波电路如图2所示，50HZ有源陷波器滤波电路由两个运放和双Ｔ陷波器组成，同时引入负反馈改善选频作用，运放U1既提供反馈环路的增益，同时又起到对双T网络隔离的作用。
Matlab课程设计自适应陷波器
Matlab课程设计自适应陷波器一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握自适应陷波器的设计原理和MATLAB实现方法。
通过本节课的学习，学生应能够理解自适应陷波器的基本概念，掌握自适应陷波器的设计步骤，并能够利用MATLAB进行自适应陷波器的仿真和实现。
具体来说，知识目标包括：1.掌握自适应陷波器的基本原理和设计方法。
2.理解自适应陷波器在信号处理中的应用。
3.熟悉MATLAB中自适应陷波器的实现方法。
技能目标包括：1.能够使用MATLAB设计自适应陷波器。
2.能够进行自适应陷波器的仿真和实验。
情感态度价值观目标包括：1.培养学生的创新意识和实践能力。
2.增强学生对信号处理和自适应陷波器应用的兴趣。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括自适应陷波器的设计原理、MATLAB实现方法和应用案例。
具体包括以下几个部分：1.自适应陷波器的基本原理：介绍自适应陷波器的工作原理、特点和应用场景。
2.自适应陷波器的设计方法：讲解自适应陷波器的设计步骤和方法，包括滤波器设计、自适应算法选择等。
3.MATLAB实现方法：介绍如何在MATLAB中实现自适应陷波器，包括MATLAB函数和编程方法。
4.应用案例：通过实际案例分析，使学生了解自适应陷波器在信号处理中的应用，并能够进行仿真和实验。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标，将采用以下几种教学方法：1.讲授法：通过讲解自适应陷波器的设计原理和MATLAB实现方法，使学生掌握基本概念和理论。
2.案例分析法：通过分析实际应用案例，使学生了解自适应陷波器的应用场景和效果。
3.实验法：让学生动手进行自适应陷波器的仿真和实验，提高学生的实践能力和创新意识。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施，将准备以下教学资源：1.教材：提供相关章节的自适应陷波器设计原理和MATLAB实现方法的教材。
2.多媒体资料：制作PPT和视频等多媒体资料，帮助学生更好地理解和掌握自适应陷波器的设计和实现。
心电信号50Hz陷波器的FPGA实现
收稿日期:2009-03-23心电信号50H z 陷波器的FPG A 实现林 霖,张志德(南方医科大学 生物医学工程学院,广东广州510515)〔中图分类号〕TH772+11 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1002-2376(2009)07-0020-03 〔摘 要〕在心电信号(ECG )检测系统中,采集到的心电数据具有信号弱、频率低、干扰大的特点,特别是50H z 的工频干扰。
本文根据IIR 滤波器的原理,设计出用于抑制50H z 工频噪声的陷波器。
利用Matlab 对所设计的陷波器作性能仿真,并根据陷波器的参数编写相应的verilog 程序,最后用Quartus II 对硬件代码进行前仿真,仿真结果显示所设计的陷波器对50H z 工频干扰有良好的滤波效果。
〔关键词〕心电信号;50H z 工频干扰;IIR 滤波器;matlab ;verilog0 导言人体的心电信号是一种低频率的微弱信号,幅度为5～10mV ,频率为0105～250H z 。
整个心动周期信号带宽主要集中在0～58±19H z ,P 波带宽为0～8±3H z ,QRS 波带宽为0～55±19H z ,T 波带宽为0～11±2H z 。
由于心电信号直接取自人体,所以在心电采集的过程中不可避免会混入各种干扰信号。
常见的干扰有工频干扰、电极极化干扰、肌电干扰、基线漂移和信号处理中所用电设备产生的仪器噪声等。
其中50H z 工频干扰是由电力系统引起的一种干扰,由50H z 及其谐波构成,它在频谱上和心电信号重叠,严重时可完全淹没ECG 心电信号或使基线漂移剧烈。
因此,必须对原始心电信号进行滤波处理,以抑制50H z 工频噪声。
本文运用IIR 滤波器原理设计抑制50H z 工频干扰的陷波器,用matlab 作性能验证。
最后编写相应的verilog 程序,并用Quartus II 对硬件代码进行前仿真。
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源代码：
%陷波器的设计
%陷波器的传输函数为
% B(1/z) (z-exp(j*2*pi*f0))*(z-exp(-j*2*pi*f0))
%H(z) = -------- = --------------------------------------------
% A(1/z) (z-a*exp(j*2*pi*f0))*(z-a*exp(-j*2*pi*f0))
%其中f0为陷波器要滤除信号的频率，a为与陷波器深度相关的参数，a越大，深度越深。
%
%已知信号中50Hz工频干扰，信号为x=sin(2*pi*50*n*Ts)+sin(2*pi*125*n*Ts);
%要求通过陷波器滤除50Hz干扰信号
%参数设置：采样率Ts=0.001s，采样长度：512点
clf;clear;
%设置初值
f0=50;
Ts=0.001;
fs=1/Ts;
NLen=512;
n=0:NLen-1;
%陷波器的设计
apha=-2*cos(2*pi*f0*Ts);
beta=0.96;
b=[1 apha 1];
a=[1 apha*beta beta^2];
figure(1);
freqz(b,a,NLen,fs);%陷波器特性显示
x=sin(2*pi*50*n*Ts)+sin(2*pi*125*n*Ts);%原信号
y=dlsim(b,a,x);%陷波器滤波处理
%对信号进行频域变换。
xfft=fft(x,NLen);
xfft=xfft.*conj(xfft)/NLen;
y1=fft(y,NLen);
y2=y1.*conj(y1)/NLen;
figure(2);%滤除前后的信号对比。
subplot(2,2,1);plot(n,x);grid;
xlabel('Time (s)');ylabel('Amplitude');title('Input signal');
subplot(2,2,3);plot(n,y);grid;
xlabel('Time (s)');ylabel('Amplitude');title('Filter output');
subplot(2,2,2);plot(n*fs/NLen,xfft);axis([0 fs/2 min(xfft) max(xfft)]);grid;
xlabel('Frequency (Hz)');ylabel('Magnitude (dB)');title('Input signal');
subplot(2,2,4);plot(n*fs/NLen,y2);axis([0 fs/2 min(y2) max(y2)]);grid;
xlabel('Frequency (Hz)');ylabel('Magnitude (dB)');title('Filter output');
100
200
300400
500
600
-2
-1
1
2
Time (s)A m p l i t u d e
Input signal
100
200
300400
500
600
-2
-1
1
2
Time (s)
A m p l i t u d e
Filter output
0100
20
406080100
120
M a g n i t u d e (d B )
0100
20
406080100
120
M a g n i t u d e (d B )。