巴特沃斯滤波器的设计与仿真
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 (3)1.1 MATLAB (3)1.2 滤波器的概念 (5)1.2.1滤波器的原理 (6)1.2.2理想滤波器与实际滤波器 (6)1.2.3 滤波器的分类 (7)2.设计目的 (9)3.设计原理 (9)3.1.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 (10)3.3.切比雪夫滤波器的设计方法 (14)4.详细设计与系统分析 (21)4.1程序设计 (21)4.1.1巴特沃斯滤波器 (21)4.1.2切比雪肤滤波器 (23)4.2同一滤波器不同参数的比较 (25)4.2.1巴特沃斯滤波器 (25)4.2.2切比雪夫滤波器 (27)4.3不同滤波器同一阶数的比较 (30)4.3.1低通滤波器 (30)4.3.2高通滤波器 (30)4.3.3带通滤波器 (31)4.3.4带阻滤波器 (31)5.心得体会 (32)6.参考文献 (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。
数字信号处理实验数字巴特沃思滤波器的设计
数字信号处理实验数字巴特沃思滤波器的设计数字信号处理技术是现代通信、音频、图像等领域中不可或缺的一门技术。
数字信号处理的核心是数字滤波器设计，本文将介绍一种常用的数字滤波器——数字巴特沃斯滤波器的设计方法。
一、数字滤波器简介数字滤波器是将连续时间信号转换成离散时间信号，实现对离散时间信号的滤波处理，具有实时性好、精度高、可重复性强等优点。
数字滤波器有两种类型：有限冲激响应（FIR）滤波器和无限冲激响应（IIR）滤波器。
二、数字巴特沃斯滤波器数字巴特沃斯滤波器是一种常用的IIR滤波器，其主要特点是具有平坦的通/阻带，通/阻带边缘陡峭。
因此在实际应用中，数字巴特沃斯滤波器应用较为广泛。
数字巴特沃斯滤波器的设计方法一般包括以下步骤：确定滤波器类型、确定通/阻带的截止频率、确定滤波器的阶数、计算滤波器的系数。
1、确定滤波器类型在实际应用中，数字巴特沃斯滤波器有四种类型：低通、高通、带通和带阻滤波器，应根据实际需求选择。
2、确定通/阻带的截止频率通常情况下，固定本例中采用的是低通滤波器，需要确定的就是通带和阻带的截止频率。
对于低通滤波器，通带截止频率ωc应该比信号频率fs的一半小，阻带截止频率ωs 应该比ωc大一些，通常ωs/ωc取0.5~0.7比较好。
滤波器的阶数一般是与滤波器的性能相关的。
阶数越高，性能越好，但同时计算量也会更大。
在实际应用中，一般取4~8的阶数即可。
4、计算滤波器的系数根据上述参数计算滤波器的系数，这里介绍两种常用的方法：一种是脉冲响应不变法（Impulse Invariant Method），另一种是双线性变换法（Bilinear Transformation）。
脉冲响应不变法是一种较为简单的设计方法，但由于其数字滤波器与连续时间滤波器之间的不同，可能会引入一定程度的失真。
双线性变换法可以使二阶系统和一阶系统的增益分别为1和0dB，这是一种比较理想的设计方法。
四、实验步骤本实验采用Matlab软件进行数字滤波器的设计，具体步骤如下：1、打开Matlab软件，新建一个.m文件；2、输入需要滤波的数字信号，此处可以使用Matlab自带的signal工具箱中的一些模拟信号；4、使用filter函数实现数字滤波器对信号的滤波过程；5、通过比较信号的频谱图，评估滤波器的性能。
巴特沃斯滤波器的设计与仿真
信号与系统课程设计 题目巴特沃斯滤波器的设计与仿真学院英才实验学院学号2015180201019学生姓名洪 健指导教师王玲芳巴特沃斯滤波器的设计与仿真英才一班 洪健 2015180201019摘 要：工程实践中，为了得到较纯净的真实信号，常采用滤波器对真实信号进行处理。
本文对巴特沃斯模拟滤波器的幅频特性、设计方法及设计步骤进行了研究，并利用Matlab 程序和Multisim 软件，设计了巴特沃斯模拟滤波器，并分析了巴特沃斯模拟滤波器的幅频特性。
利用 Matlab 程序绘制了巴特沃斯模拟滤波器的幅频特性曲线，并利用Matlab 实现了模拟滤波器原型到模拟低通、高通、带通、带阻滤波器的转换。
通过Multisim 软件，在电路中设计出巴特沃斯滤波器。
由模拟滤波器原型设计模拟高通滤波器的实例说明了滤波器频率转换效果。
同时通过电路对巴特沃斯滤波器进行实现，说明了其在工程实践中的应用价值。
关键词：巴特沃斯滤波器 幅频特性 Matlab Multisim引言 滤波器是一种允许某一特定频带内的信号通过，而衰减此频带以外的一切信号的电路，处理模拟信号的滤波器称为模拟滤波器。
滤波器在如今的电信设备和各类控制系统里应用范围最广，技术最为复杂，滤波器的好坏直接决定着产品的优劣。
滤波器主要分成经典滤波器和数字滤波器两类。
从滤波特性上来看，经典滤波器大致分为低通、高通、带通和带阻等。
模拟滤波器可以分为无源和有源滤波器。
无源滤波器：这种电路主要有无源元件R、L 和C 组成。
有源滤波器：集成运放和R、C 组成，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。
集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出电阻小，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。
但集成运放带宽有限，所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。
MATLAB 是美国MathWorks 公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB 和Simulink 两大部分。
(完整word版)巴特沃斯带阻数字滤波器设计matlab程序及仿真图 - 副本
fs=15000;T= 1/fs;rp=1;rs=40;wp1=0.11*pi;wp2=0.81*pi;ws1=0.31*pi;ws2=0.61*pi;%数字带阻滤波器技术指标wc1=(2/T)*tan(wp1/2);%频率预畸变wc2=(2/T)*tan(wp2/2);wr1=(2/T)*tan(ws1/2);wr2=(2/T)*tan(ws2/2);w0=sqrt(wc1*wc2);B=wc2-wc1;wp=1;%归一化通带截止频率ws=wp*(wr1*B) / (w0^2-wr1^2) ; %归一化阻带截止频率[N,wc]=buttord(wp,ws,rp,rs,'s')%求滤波器阶数和3dB截止频率[Z,P,K]=buttap(N)%设计模拟低通滤波器[Md,Nd]=zp2tf(Z,P,K)%将零极点形式转换为传输函数形式[M,N]=lp2bs(Md,Nd,w0,B)%对低通滤波器进行频率变换，转换为带阻滤波器[h,w]=freqs(M,N);%模拟带阻滤波器的幅频响应plot(w/(2*pi),abs(h));grid;xlabel('频率Hz');ylabel('幅度');title('模拟带阻滤波器');[b,a]=bilinear(M,N,15000)%对模拟滤波器双线性变换figure(1);freqz(b,a);[H,W]=freqz(b,a); %绘出频率响应；axis([0,1,-100,20]);figure(2);plot(W*fs/(2*pi),abs(H));grid on;xlabel('频率/Hz');ylabel('幅值');n=0:199;t=n/fs;x=sin(2*pi*400*t)+3*sin(2*pi*3000*t)+2*sin(2*pi*5000*t);figure(3);subplot(311);plot(t,x);axis([0,0.01,-5,5]);title('输入信号');grid on;y=filter(b,a,x);subplot(312);stem(y,'.');title('输出序列');grid on;ya=y*sinc(fs*(ones(length(n),1)*t-(n/fs)'*ones(1,length(t))));subplot(313);plot(t,ya);axis([0,0.01,-3,3]);title('输出波形');grid on;t=(0:100)/fs;figure(4)fs=1.5*10000;n=(0:100)/fs;f=sin(2*pi*400*t)+3*sin(2*pi*3000*t)+2*sin(2*pi*5000*t);y=fftfilt(b,x);[H1,f1]=freqz(f,[1]);[H2,f2]=freqz(y,[1]);f1=f1/pi*fs/2;f2=f2/pi*fs/2;subplot(2,1,1);plot(f1,abs(H1));title('输入信号的频谱');subplot(2,1,2);plot(f2,abs(H2));title('输出信号的频谱');基于Matlab 的带阻滤波器设计.10.20.30.40.50.60.70.80.91-800-600-400-2000N o r m a l i z e d Fre q u⨯π r a d /s a m p l e Ph a se(d e g r e e s )00.10.20.30.40.50.60.70.80.91-100-50N o r m a l i z e d Fr e q u⨯π r a d /s a m p l e M a g n i tu d e1000200030004000500060007000800000.20.40.60.811.21.4频率/Hz幅值00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.01-505输入信号020406080100120140160180200-22输出序列0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.01-202输出波形01000200030004000500060007000800050100150200输入信号的频谱010002000300040005000600070008000102030输出信号的频谱N =4wc =1.7947b =0.0186 -0.0410 0.1082 -0.1355 0.1810 -0.1355 0.1082 -0.0410 0.0186a =1.0000 -0.6707 -1.3750 0.5678 1.1964 -0.2996 -0.4631 0.0496 0.0762>。
常用模拟滤波器的设计方法
常用模拟滤波器的设计方法设计模拟滤波器常用的方法有很多种，如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、脉冲响应滤波器等。
这些方法各有特点，适用于不同的滤波器设计需求。
下面将逐步介绍常用模拟滤波器的设计方法。
1. 巴特沃斯滤波器的设计方法巴特沃斯滤波器是一种最常用的模拟滤波器，其主要特点是通频带的频率响应是平坦的，也就是说在通过的频率范围内的信号不会被衰减或增强。
巴特沃斯滤波器的设计方法包括以下步骤：1.1 确定滤波器类型首先，根据滤波器的设计需求，确定滤波器的类型，包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
不同类型的滤波器在频率响应和陡度上有一些差异。
1.2 确定滤波器模型根据滤波器类型，选择相应的滤波器模型。
比如，低通滤波器通常选择Butterworth滤波器模型、Elliptic滤波器模型或者Chebyshev滤波器模型。
1.3 确定滤波器参数确定滤波器的相关参数，包括截止频率、阻带衰减和通带波纹等。
这些参数的选择需要根据特定的滤波器性能需求决定。
1.4 开始设计根据确定的滤波器模型和参数，开始进行滤波器的设计。
可以使用电路设计软件进行模拟，或者手动计算和画图设计。
1.5 仿真和优化设计完成后，对滤波器进行仿真，检查其频率响应和时域特性。
根据仿真结果，可以调整一些参数以优化滤波器的性能。
1.6 实际搭建和测试在电路板上搭建设计好的滤波器电路，并进行实际测试。
测试结果比较与设计要求进行评估和调整，最终得到满足要求的滤波器。
2. 切比雪夫滤波器的设计方法切比雪夫滤波器是一种在通频带内具有较窄的波纹和较快的过渡带的滤波器。
其设计方法如下：2.1 确定滤波器类型和阶数选择滤波器的类型和阶数，通常切比雪夫滤波器可以选择类型Ⅰ和类型Ⅱ。
阶数的选择取决于滤波器对波纹的要求和频率范围。
2.2 确定滤波器参数确定滤波器的相关参数，包括截止频率、阻带衰减、通带波纹和过渡带宽度等。
这些参数的选择需要根据特定的滤波器性能需求决定。
巴特沃斯低通滤波器课程设计
电路基础课程设计巴特沃斯低通滤波器设计目标:通带边界频率ωc=4396rad/s (f c=700Hz);通带最大衰减αmax=3dB;阻带边界频率ωs=26376rad/s(f s=4200Hz); 阻带最小衰减αmin=30dB;1.设计步骤⑴设计电压转移函数①将给定的电压衰减技术指标进行频率归一化选取归一化角频率ωr=ωc，这样通带边界频率Ωc=ωc/ ωr=1,阻带边界频率Ωs=ωs/ ωr=ωs/ωc。
②根据归一化的技术指标求出电压转移函数巴特沃斯低通滤波器的阶数n=Log(100.1αmin−1) 2Log(Ωs)带入数据求得n=1.93 取整得n=2由a k=2sin(2k−1)π2n，b k=1和H(s)=U out(s)U in(s)=∏A ks2+a k s+b kn2k=1可得到电压转移函数H(s)=U out(s)U in(s)=1s2+√2s+1将转移函数进行反归一化，即另s=sωc 得到实际转移函数H(s)=U out(s)U in(s)=1s243962+√2s4396+1⑵转移函数的实现选取下图作为实现转移函数的具体电路：列节点方程求解转移函数节点1 U1(1R1+1R2+s∗C1)−1R1U in−1R2−s∗C1∗U2=0节点2 (1R2+s∗C2)U2−1R2U1=0又有U out=U3解得H(s)=U outU in=11+(R2+R2)s∗C2+C1C2R1R2s2对比解得的电压转移函数和推得的电压转移函数里各项的系数并且令R1= R2,C1=1μF,可以得到C1=11000000F=1μFR1=250000√21099Ω=321.705ΩR2=250000√21099Ω==321.705ΩC2=12000000F=0.5μF因实验室没有0.5μF的电容因此取C2=0.47μF2.计算机仿真⑴软件环境：Multisim 10⑵电路图：⑶仿真结果：①700Hz下的波形图②4200Hz下的波形图③波特图◎700Hz下衰减2.673dB◎4200Hz下衰减30.491dB3．实验室实际操作因实验室没有0.5μF的电容和321.705Ω的电阻，因此取C2=0.47μFR1=R2=330Ω实际连电路时，选取集成电路块的第1、2、3引脚分别作为放大器的输出端、负端和正端，第4和11引脚作为供电端，C2一端连接电压源的接地线。
巴特沃斯数字滤波器的设计与仿真实现
总770期第三十六期2021年12月河南科技Henan Science and Technology信息技术巴特沃斯数字滤波器的设计与仿真实现黄波（成都大学电子信息与电气工程学院，四川成都610106）摘要：数字通信系统传输数字信号时经常混杂着各种频率的干扰信号，数字滤波器可以利用数值运算，起到其他模拟滤波器根本无法实现的杂波滤除作用。
本文首先讨论了数字滤波器的原理，进一步给出了巴特沃斯数字滤波器的设计思路，然后利用MATLAB软件实现了对巴特沃斯数字滤波器的仿真试验，分析了巴特沃斯数字滤波器的各类幅频特性、相关的设计方法和对应的设计步骤等。
通过巴特沃斯数字滤波器的设计与实现，完成了低通滤波、高通滤波、带通滤波、带阻滤波的仿真试验，最后得到巴特沃斯数字滤波器的幅频特性曲线，并研究了巴特沃斯数字滤波器的相关幅频特性。
关键词：数字滤波器；巴特沃斯；MATLAB；幅频特性中图分类号：TN951文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）36-0010-03Design and Simulation of Butterworth Digital FilterHUANG Bo(School of electronic information and electrical engineering,Chengdu University,Chengdu Sichuan610106)Absrtact:When transmitting digital signals,digital communication systems are often mixed with interference signals of various frequencies.Digital filters can use numerical operation to achieve clutter filtering that other analog filters can not achieve at all.This paper first discusses the principle of digital filter,further gives the design idea of Butter⁃worth digital filter,then realizes the simulation of Butterworth digital filter by using MATLAB software,and analyzes various amplitude frequency characteristics,relevant design methods and corresponding design steps of Butterworth digital filter,through the design and implementation of Butterworth digital filter,the simulation of low-pass filter, high pass filter,band-pass filter and band stop filter are completed.Finally,the amplitude frequency characteristic curve of Butterworth digital filter is obtained,and the related amplitude frequency characteristics of Butterworth digi⁃tal filter are studied.Keywords:digital filter;butterworth;MATLAB;amplitude frequency characteristic数字滤波器作为数字信号处理的基础单元，可以完成对数字信号实现信号过滤、信号检测和相关参数估计等处理工作。
数字信号处理巴特沃斯滤波器设计
数字信号处理巴特沃斯滤波器设计数字信号处理在当今科技领域中扮演着至关重要的角色，滤波器作为数字信号处理领域中的重要组成部分，广泛应用于信号去噪、信号增强、信号分析等方面。
巴特沃斯滤波器作为数字信号处理领域中的一种重要类型，具有平滑的频率响应曲线和较陡的截止特性，被广泛应用于语音处理、图像处理、生物医学信号处理等领域。
本文将介绍数字信号处理中巴特沃斯滤波器的设计原理和方法。
在数字信号处理中，滤波器是一种通过对信号进行处理来实现滤除或增强某些频率成分的系统。
巴特沃斯滤波器是一种典型的低通滤波器，其特点是在通频带范围内频率响应平坦，截止频率处有较 steependifferentiation，可有效滤除非所需频率信号。
要设计一个巴特沃斯滤波器，首先需要确定滤波器的截止频率和阶数。
巴特沃斯滤波器的阶数决定了滤波器的频率选择性能，在实际应用中可根据信号处理的要求进行选择。
一般来说，阶数越高，滤波器的截止特性越陡，但相应的频率选择性能也会增强。
确定好阶数后，接下来需要进行巴特沃斯滤波器的参数计算，包括极点位置和幅频特性。
根据巴特沃斯滤波器的传递函数形式，可以通过公式计算各个极点的位置，并绘制出滤波器的幅频特性曲线。
设计完巴特沃斯滤波器的参数后，接下来是实现滤波器的数字化。
数字巴特沃斯滤波器一般通过模拟滤波器的模拟频率响应和数字频率响应之间的变换来实现。
常用的数字化方法包括脉冲响应不变法和双线性变换法，通过这些方法可以将模拟滤波器的参数转换为数字滤波器的参数，实现数字滤波器的设计。
在实际应用中，巴特沃斯滤波器的设计需要根据具体的信号处理要求和系统性能来选择合适的截止频率和阶数，确保滤波器设计的稳定性和性能。
同时，在设计过程中需要考虑到滤波器的实现复杂性和计算成本，选择合适的设计方法和参数计算技术，以实现滤波器设计的有效性和可靠性。
综上所述，巴特沃斯滤波器作为数字信号处理领域中的重要组成部分，在信号处理、通信系统、生物医学等领域中有着广泛的应用前景。
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信号与系统课程设计论文摘要传统的数字滤波器的设计过程复杂，计算工作量大，滤波特性调整困难，影响了它的应用。
本文介绍了一种利用matlab提供的巴特沃斯滤波器设计函数“buttord”可求出所需的滤波阶数和3dB 截止频率的方法。
利用matlab设计滤波器设计函数，可以随时对比设计要求和滤波器特性调整参数，直观简便，极大的减轻了工作量，有利于滤波器设计的最优化。
关键词：巴特沃斯滤波器 Matlab 截止频率I信号与系统课程设计论文AbstractDesign for traditional digital filteris very complicated ,count also very complicated.it is very hard to readjust filtering character, influence apply,the main body of the book introduce use matlab provide butwosto design function“buttord” filteris 3dB end e matlab to design could compete reqire parameter burden，contribute to optimize.Keywords: filteris matlab end frequencyII信号与系统课程设计论文目录摘要 (Ⅰ)Abstrct第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)第2章巴特沃斯滤波器的设计 (2)2.1 巴特沃斯滤波器阶数的选择 (2)2.2 巴特沃斯滤波器系数计算 (2)2.2.1 巴特沃斯低通滤波器系数计算 (2)2.2.2巴特沃斯高通滤波器系数计算 (3)2.2.3巴特沃斯带通滤波器系数计算 (3)2.2.4巴特沃斯带阻滤波器系数计算 (4)第3章巴特沃斯滤波器设计仿真 (5)3.1巴特沃斯滤波器设计仿真 (5)3.1.1 巴特沃斯低通滤波器实例仿真 (5)3.1.2巴特沃斯高通滤波器实例仿真 (6)3.1.3巴特沃斯带通滤波器实例仿真 (7)3.1.4巴特沃斯带阻滤波器实例仿真 (8)结论 (9)参考文献 (10)III第1章绪论1.1课题背景巴特沃斯滤波器的特点是通频带内的频率响应曲线最大限度平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零。
在振幅的对数对角频率的波得图上,从某一边界角频率开始,振幅随着角频率的增加而逐步减少,趋向负无穷大。
巴特沃斯滤波器特别适用于低频应用，其对于维护增益的平坦性来说非常重要。
这种滤波器最先由英国工程师斯替芬·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。
在电力系统微机保护和二次控制中，很多信号的处理与分析都是基于对正弦基波和某些整次谐波的分析，而系统电压电流信号（尤其是故障瞬变过程）中混有各种复杂成分，所以滤波器一直是电力系统二次装置的关键部件。
目前微机保护和二次信号处理软件主要采用数字滤波器。
传统的数字滤波器设计使用繁琐的公式计算，改变参数后需要重新计算，在设计滤波器尤其是高阶滤波器时工作量很大。
利用matlab提供的巴特沃斯滤波器设计函数“buttord”可以快速有效的实现数字滤波器的设计与仿真。
巴特沃斯滤波器是电子滤波器的一种。
【1】第2章巴特沃斯滤波器的设计2.1巴特沃斯滤波器阶数的选择ω,sω,Rp,Rs之后,利用MATLAB提供的巴特在已知设计参数p沃斯滤波器设计函数“buttord”即可求出所需要的滤波器阶数和3dB 截止频率。
“buttord”命令的格式是：[n,Wn]= buttord(Wp,Ws,Rp,Rs)其中，Wp是通带截止频率，如Wp=500/4000或Wp=[650,1200]/4000等等。
Ws是阻带起始频率，Wp也可以是标量或2个元素的向量。
Rp是通带内波动（dB）。
Rs是阻带内最小衰减（dB）。
返回值n是巴特沃斯滤波器最低阶数，不同的n 有不同的频率响应。
n越大频率响应越理想，但n越大。
根据要求的指标是多少再选择相应的阶数。
这里我选用2阶就够了。
Wn是巴特沃斯滤波器截止频率，Wn可以是标量或2个元素的向量。
【2】2.2巴特沃斯滤波器系数计算[n,Wn]= buttord(Wp,Ws,Rp,Rs)其中Wp和Ws分别是通带和阻带的拐角频率（截止频率），其取值范围为0至1之间。
当其值为1时代表采样频率的一半。
Rp 和Rs分别是通带和阻带区的波纹系数。
不同类型（高通、低通、带通和带阻）滤波器对应的Wp和Ws值遵循一定的规则。
【3】2.2.1巴特沃斯低通滤波器系数计算低通滤波器遵循的规律：Wp和Ws为一元矢量且Wp<Ws。
稍后我会在仿真部分阐述设计一个巴特沃斯低通滤波器，通带截止频率为2KHz，阻带截止频率为3KHz，通带波纹系数为1，阻带衰减系数为20，采样频率为10KHz。
[b,a]= buttord(n,Wn) % n为低通滤波器阶数% Wn为低通滤波器截止频率% b为H（z）的分子多项式系数% a为H（z）的分母多项式系数2.2.2 巴特沃斯高通滤波器系数计算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。
高通滤波器与低通滤波器特性恰恰相反。
一个滤波器滤除一个复杂信号中不想要的低频成份同时让高频信号通过是很有用的。
当然，'低'和'高'频率的含义是相对于滤波器设计者所选择的截止频率而言的。
利用巴特沃斯（Butterworth）高通滤波器对图像进行锐化处理。
高通滤波器遵循规律：Wp和Ws为一元矢量且Wp>Ws。
[b,a]= buttord(n,Wn，‘high’)% n为高通滤波器阶数% Wn为高通滤波器截止频率% b为H（z）的分子多项式系数% a为H（z）的分母多项式系数2.2.3 巴特沃斯带通滤波器系数计算带通滤波器是指能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器，与带阻滤波器的概念相对。
这些滤波器也可以用低通滤波器同高通滤波器组合来产生。
实际上，并不存在理想的带通滤波器。
滤波器并不能够将期望频率范围外的所有频率完全衰减掉，尤其是在所要的通带外还有一个被衰减但是没有被隔离的范围。
这通常称为滤波器的滚降现象，并且使用每十倍频的衰减幅度dB来表示。
通常，滤波器的设计尽量保证滚降范围越窄越好，这样滤波器的性能就与设计更加接近。
然而，随着滚降范围越来越小，通带就变得不再平坦—开始出现“波纹”。
带通滤波器遵循规律：Wp和Ws为二元矢量且Wp<Ws，如Wp=[0.2,0.7],Ws=[0.1,0.8]。
[b,a]= buttord(n,[W1,W2])% n为buttord（）设计出的带通滤波器阶数% 根据MATLAB帮组文件，butter(n,[W1,W2])将返回2*n阶滤波器系数% Wn为带通滤波器截止频率，Wn=[W1,W2],是2元向量% 注意，带通滤波器阶数是2倍关系% b为H（z）的分子多项式系数% a为H（z）的分母多项式系数【4】2.2.4 巴特沃斯带阻滤波器系数计算带阻滤波器(又称陷波器)的作用是抑制某一频率信号而通过其他频率的信号。
在Matlab中用[b，a]=butterord(n，Wn，′stop′，′s′)语句来实现带阻滤波器，其中[b，a]是滤波器传递函数多项式的系数;n为滤波器的阶数;wn=[fl*2*pi fu*2*pi]分别为阻带低端一3 dB和高端一3 dB处的角频率;′s′表示模拟滤波器的。
巴特沃特带阻滤波器返回分子分母多项式系数，还可以作出增益曲线，以及求出相位响应以及群延时响应。
带阻滤波器遵循规律：Wp和Ws为二元矢量且Wp>Ws，如Wp=[0.1,0.8],Ws=[0.2,0.7]。
[b,a]= buttord(ceil（n/2）,[W1,W2],’stop’)% n为buttord（）设计出的带阻滤波器阶数% 根据MATLAB帮组文件，butter(n,[W1,W2]，‘stop’)将返回2*n阶滤波器系数% Wn为带通滤波器截止频率，Wn=[W1,W2],是2元向量% 注意，带通滤波器阶数是2倍关系% b为H（z）的分子多项式系数% a为H（z）的分母多项式系数【5】第3章巴特沃斯滤波器设计仿真3.1巴特沃斯滤波器设计仿真3.1.1 巴特沃斯低通滤波器实例仿真采样率为8000Hz，设计一个巴特沃斯低通滤波器，通带截止频率为2KHz，阻带截止频率为3KHz，通带波纹系数为1，阻带衰减系数为20，采样频率为10KHz，则只需在MATLAB的命令窗口下键入程序如下：f_N=8000;f_p=2100;f_s=2500;R_p=3;R_s=25;Ws=f_s/(f_N/2);Wp=f_p/ (f_N/2);[n,Wn]=buttord(Wp,Ws,R_p,R_s);[b,a]=butter(n,Wn);freqz(b,a,1000,8000)subplot(2,1,1);axis([0 4000 -30 3])程序运行后所设计出的巴特沃斯低通滤波器的频率响应如图1所示。
横坐标为：angular frequency(red/s) 纵坐标为：phase(degrees)和gain(dB)。
从图中可以得出，仿真后的频率响应满足的设计要求。
图一巴特沃斯低通滤波器的频率响应3.1.2 巴特沃斯高通滤波器实例仿真采样率为8000Hz，设计一个巴特沃斯高通滤波器，通带截止频率为2KHz，阻带截止频率为3KHz，通带波纹系数为1，阻带衰减系数为20，采样频率为10KHz，f_p=1000 Hz;f_s=700 Hz,Rp=3dB,Rs=20dB。
程序如下：f_N=8000;f_p=1000;f_s=700;R_p=3;R_s=20;Ws=f_s/(f_N/2);Wp=f_p/( f_N/2);[n,Wn]=buttord(Wp,Ws,R_p,R_s);[b,a]=butter(n,Wn，'high');freqz(b,a,1000,8000)subplot(2,1,1);axis([0 4000 -30 3])程序运行后所设计出的巴特沃斯高通滤波器的频率响应如图2所示。
横坐标为：frequency(Hz) 纵坐标为：phase(degrees)和Magnitude(dB)。
从仿真图中得出，仿真后的频率响应满足设计的要求。