Thiết kế bộ lọc IIR (MATLAB CODE - design IIR filter)

Bởi
Design a Butterworth lowpass filter with specification as follows
    wp=0.2pi,    Rp=1dB
    ws=0.3pi,    As=15dB
% Butterworth Lowpass Filter Design:
%
% Digital Filter Specifications:
wp = 0.2*pi; %digital Passband freq in Hz
ws = 0.3*pi; %digital Stopband freq in Hz
Rp = 1; %Passband ripple in dB
As = 15; %Stopband attenuation in dB
ep = sqrt(10^(Rp/10)-1);
Ripple = sqrt(1/(1+ep*ep)); % Passband Ripple
Attn = 1/(10^(As/20)); % Stopband Attenuation

% Digital Butterworth Filter Design:
[N wn]=buttord(wp/pi,ws/pi,Rp,As);
[b,a]=butter(N,wn);
%plotting
figure(1); subplot(1,1,1)
[db,mag,pha,grd,w] = freqz_m(b,a);
subplot(2,2,1); plot(w/pi,mag); title('Magnitude Response')
xlabel('frequency in pi units'); ylabel('|H|'); axis([0,1,0,1.1])
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.2,0.3,1]);
set(gca,'YTickmode','manual','YTick',[0,Attn,Ripple,1]); grid
subplot(2,2,3); plot(w/pi,db); title('Magnitude in dB');
xlabel('frequency in pi units'); ylabel('decibels'); axis([0,1,-40,5]);
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.2,0.3,1]);
set(gca,'YTickmode','manual','YTick',[-50,-15,-1,0]); grid
set(gca,'YTickLabelMode','manual','YTickLabels',['50';'15';' 1';' 0'])
subplot(2,2,2); plot(w/pi,pha/pi); title('Phase Response')
xlabel('frequency in pi units'); ylabel('pi units'); axis([0,1,-1,1]);
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.2,0.3,1]);
set(gca,'YTickmode','manual','YTick',[-1,0,1]); grid
subplot(2,2,4); plot(w/pi,grd); title('Group Delay')
xlabel('frequency in pi units'); ylabel('Samples'); axis([0,1,0,15])
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.2,0.3,1]);
set(gca,'YTickmode','manual','YTick',[0:5:15]);


Design a Chebychev-I lowpass filter with specification as follows    wp=0.2pi,    Rp=1dB
    ws=0.3pi,    As=15dB
% Use of the CHEBY1 function
%
% Digital Filter Specifications:
wp = 0.2*pi; %digital Passband freq in Hz
ws = 0.3*pi; %digital Stopband freq in Hz
Rp = 1; %Passband ripple in dB
As = 15; %Stopband attenuation in dB
ep = sqrt(10^(Rp/10)-1);
Ripple = sqrt(1/(1+ep*ep)); % Passband Ripple
Attn = 1/(10^(As/20)); % Stopband Attenuation

% Calculations of Chebyshev-I Filter Parameters:
[N,wn] = cheb1ord(wp/pi,ws/pi,Rp,As);

% Digital Chebyshev-I Filter Design:
%wn = wp/pi; %Digital Passband freq in pi units
[b,a]=cheby1(N,Rp,wn);

% Plotting
figure(1); subplot(1,1,1)
[db,mag,pha,grd,w] = freqz_m(b,a);
subplot(2,2,1); plot(w/pi,mag); title('Magnitude Response')
xlabel('frequency in pi units'); ylabel('|H|'); axis([0,1,0,1.1])
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.2,0.3,1]);
set(gca,'YTickmode','manual','YTick',[0,Attn,Ripple,1]); grid
subplot(2,2,3); plot(w/pi,db); title('Magnitude in dB');
xlabel('frequency in pi units'); ylabel('decibels'); axis([0,1,-40,5]);
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.2,0.3,1]);
set(gca,'YTickmode','manual','YTick',[-50,-15,-1,0]); grid
set(gca,'YTickLabelMode','manual','YTickLabels',['50';'15';' 1';' 0'])
subplot(2,2,2); plot(w/pi,pha/pi); title('Phase Response')
xlabel('frequency in pi units'); ylabel('pi units'); axis([0,1,-1,1]);
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.2,0.3,1]);
set(gca,'YTickmode','manual','YTick',[-1,0,1]); grid
subplot(2,2,4); plot(w/pi,grd); title('Group Delay')
xlabel('frequency in pi units'); ylabel('Samples'); axis([0,1,0,15])
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.2,0.3,1]);
set(gca,'YTickmode','manual','YTick',[0:5:15]);
 Design a Chebychev-II lowpass filter with specification as follows    wp=0.2pi,    Rp=1dB
    ws=0.3pi,    As=15dB
% Digital Filter Specifications:
wp = 0.2*pi; %digital Passband freq in Hz
ws = 0.3*pi; %digital Stopband freq in Hz
Rp = 1; %Passband ripple in dB
As = 15; %Stopband attenuation in dB
ep = sqrt(10^(Rp/10)-1);
Ripple = sqrt(1/(1+ep*ep)); % Passband Ripple
Attn = 1/(10^(As/20)); % Stopband Attenuation

[N,wn] = cheb2ord(wp/pi,ws/pi,Rp,As);
% Digital Chebyshev-II Filter Design:
wn = ws/pi; %Digital Stopband freq in pi units
[b,a]=cheby2(N,As,wn);
% Plotting
figure(1); subplot(1,1,1)
[db,mag,pha,grd,w] = freqz_m(b,a);
subplot(2,2,1); plot(w/pi,mag); title('Magnitude Response')
xlabel('frequency in pi units'); ylabel('|H|'); axis([0,1,0,1.1])
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.2,0.3,1]);
set(gca,'YTickmode','manual','YTick',[0,Attn,Ripple,1]); grid
subplot(2,2,3); plot(w/pi,db); title('Magnitude in dB');
xlabel('frequency in pi units'); ylabel('decibels'); axis([0,1,-40,5]);
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.2,0.3,1]);
set(gca,'YTickmode','manual','YTick',[-50,-15,-1,0]); grid
set(gca,'YTickLabelMode','manual','YTickLabels',['50';'15';' 1';' 0'])
subplot(2,2,2); plot(w/pi,pha/pi); title('Phase Response')
xlabel('frequency in pi units'); ylabel('pi units'); axis([0,1,-1,1]);
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.2,0.3,1]);
set(gca,'YTickmode','manual','YTick',[-1,0,1]); grid
subplot(2,2,4); plot(w/pi,grd); title('Group Delay')
xlabel('frequency in pi units'); ylabel('Samples'); axis([0,1,0,15])
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.2,0.3,1]);
set(gca,'YTickmode','manual','YTick',[0:5:15]);
 Design a Elliptic lowpass filter with specification as follows    wp=0.2pi,    Rp=1dB
    ws=0.3pi,    As=15dB
% Use of the ELLIP function
%
% Digital Filter Specifications:
wp = 0.2*pi; %digital Passband freq in Hz
ws = 0.3*pi; %digital Stopband freq in Hz
Rp = 1; %Passband ripple in dB
As = 15; %Stopband attenuation in dB
ep = sqrt(10^(Rp/10)-1);
Ripple = sqrt(1/(1+ep*ep)); % Passband Ripple
Attn = 1/(10^(As/20)); % Stopband Attenuation

% Calculations of Elliptic Filter Parameters:
[N,wn] = ellipord(wp/pi,ws/pi,Rp,As);

% Digital Elliptic Filter Design:
[b,a]=ellip(N,Rp,As,wn);
% Plotting
figure(1); subplot(1,1,1)
[db,mag,pha,grd,w] = freqz_m(b,a);
subplot(2,2,1); plot(w/pi,mag); title('Magnitude Response')
xlabel('frequency in pi units'); ylabel('|H|'); axis([0,1,0,1.1])
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.2,0.3,1]);
set(gca,'YTickmode','manual','YTick',[0,Attn,Ripple,1]); grid
subplot(2,2,3); plot(w/pi,db); title('Magnitude in dB');
xlabel('frequency in pi units'); ylabel('decibels'); axis([0,1,-40,5]);
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.2,0.3,1]);
set(gca,'YTickmode','manual','YTick',[-50,-15,-1,0]); grid
set(gca,'YTickLabelMode','manual','YTickLabels',['50';'15';' 1';' 0'])
subplot(2,2,2); plot(w/pi,pha/pi); title('Phase Response')
xlabel('frequency in pi units'); ylabel('pi units'); axis([0,1,-1,1]);
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.2,0.3,1]);
set(gca,'YTickmode','manual','YTick',[-1,0,1]); grid
subplot(2,2,4); plot(w/pi,grd); title('Group Delay')
xlabel('frequency in pi units'); ylabel('Samples'); axis([0,1,0,15])
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0,0.2,0.3,1]);
set(gca,'YTickmode','manual','YTick',[0:5:15]);
 Design a Chebyshev-I  highpass filter with specification as follows    wp=0.6pi,    Rp=1dB
    ws=0.4586pi,    As=15dB
% Chebyshev-1 Highpass Filter Design:
% Use of the CHEBY1 function
%
% Digital Filter Specifications: % Type: Chebyshev-I highpass
ws = 0.4586*pi; % Dig. stopband edge frequency
wp = 0.6*pi; % Dig. passband edge frequency
Rp = 1; % Passband ripple in dB
As = 15; % Stopband attenuation in dB
ep = sqrt(10^(Rp/10)-1);
Ripple = 10 ^ (-Rp/20); % Passband ripple
Attn = 10 ^ (-As/20); % Passband attenuation

% Calculations of Chebyshev-I Filter Parameters:
[N,wn] = cheb1ord(wp/pi,ws/pi,Rp,As);

% Digital Chebyshev-I Highpass Filter Design:
[b,a] = cheby1(N,Rp,wn,'high');

% Plotting:
figure(1); subplot(1,1,1)
[db,mag,pha,grd,w] = freqz_m(b,a);
subplot(2,2,1);plot(w/pi,mag);grid;title('Magnitude Response')
xlabel('Digital frequency in pi units'); axis([0,1,0,1])
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0;ws/pi;wp/pi;1])
set(gca,'XTickLabelMode','manual','XTickLabels',['  0 ';'0.46';'0.6 ';'  1 '])
set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[0;Attn;Ripple;1])
subplot(2,2,3);plot(w/pi,db);grid;title('Magnitude in dB')
xlabel('frequency in pi units'); axis([0,1,-30, 0]);
ylabel('decibels')
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0;ws/pi;wp/pi;1])
set(gca,'XTickLabelMode','manual','XTickLabels',['  0 ';'0.46';'0.6 ';'  1 '])
set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[-30;-As;-Rp;0])
set(gca,'YTickLabelMode','manual','YTickLabels',['30';'15';' 1';' 0'])
subplot(2,2,2);plot(w/pi,pha/pi);grid;title('Phase Response')
xlabel('frequency in pi units');ylabel('phase in pi units'); axis([0,1,-1,1])
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0;ws/pi;wp/pi;1])
set(gca,'XTickLabelMode','manual','XTickLabels',['  0 ';'0.46';'0.6 ';'  1 '])
subplot(2,2,4);plot(w/pi,grd);grid;title('Group Delay')
xlabel('frequency in pi units');
ylabel('delay in samples')
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0;ws/pi;wp/pi;1])
set(gca,'XTickLabelMode','manual','XTickLabels',['  0 ';'0.46';'0.6 ';'  1 '])
 Design a Elliptic bandpass filter with specification as follows    ws=0.3pi,    As=40dB
    wp=0.4pi,    Rp=1dB
    wp=0.6pi,    Rp=1dB
    ws=0.75pi,   As=40dB
% Use of the ELLIP function
%
% Digital Filter Specifications: % Type: Elliptic Bandpass
ws = [0.3*pi 0.75*pi]; % Dig. stopband edge frequency
wp = [0.4*pi 0.6*pi]; % Dig. passband edge frequency
Rp=1;% Passband ripple in dB
As = 40; % Stopband attenuation in dB
ep = sqrt(10^(Rp/10)-1);
Ripple = 10 ^ (-Rp/20); % Passband ripple
Attn = 10 ^ (-As/20);% Passband attenuation

% Calculations of Elliptic Filter Parameters:
[N,wn] = ellipord(wp/pi,ws/pi,Rp,As);

% Digital Elliptic Bandpass Filter Design:
[b,a] = ellip(N,Rp,As,wn);

% Plotting:
figure(1); subplot(1,1,1)
[db,mag,pha,grd,w] = freqz_m(b,a);
subplot(2,2,1);plot(w/pi,mag);grid;title('Magnitude Response')
xlabel('frequency in pi units'); axis([0, 1, 0, 1])
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0;0.3;0.4;0.6;0.75;1])
set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[0,Ripple,1]);
subplot(2,2,3);plot(w/pi,db);grid;title('Magnitude in dB')
xlabel('frequency in pi units'); axis([0 1 -50 0]);
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0;0.3;0.4;0.6;0.75;1])
set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[-40;0])
set(gca,'YTickLabelMode','manual','YTickLabels',['40';' 0'])
subplot(2,2,2);plot(w/pi,pha/pi);grid;title('Phase Response')
xlabel('frequency in pi units');ylabel('phase in pi units')
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0;0.3;0.4;0.6;0.75;1])
subplot(2,2,4);plot(w/pi,grd);grid;title('Group Delay')
xlabel('frequency in pi units'); ylabel('samples')
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0;0.3;0.4;0.6;0.75;1])
 Design a Chebyshev-II bandstop filter with specification as follows    wp=0.3pi,    Rp=1dB
    ws=0.4pi,    As=40dB
    ws=0.6pi,    As=40dB
    wp=0.75pi,   Rp=1dB
% Chebyshev-2 Bandstop Filter Design:
% Use of the CHEBY2 function
%
% Digital Filter Specifications: % Type: Chebyshev-II Bandstop
ws = [0.4*pi 0.7*pi]; % Dig. stopband edge frequency
wp = [0.25*pi 0.8*pi]; % Dig. passband edge frequency
Rp = 1;% Passband ripple in dB
As = 40; % Stopband attenuation in dB
ep = sqrt(10^(Rp/10)-1);
Ripple = 10 ^ (-Rp/20); % Passband ripple
Attn = 10 ^ (-As/20); % Passband attenuation

% Calculations of Chebyshev-II Filter Parameters:
[N,wn] = cheb2ord(wp/pi,ws/pi,Rp,As);

% Digital Chebyshev-II Bandstop Filter Design:
[b,a] = cheby2(N,As,ws/pi,'stop');

% Plotting:
[db,mag,pha,grd,w] = freqz_m(b,a);
subplot(2,2,1);plot(w/pi,mag);grid;title('Magnitude Response')
xlabel('Digital frequency in pi units'); axis([0 1 0 1])
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0;0.25;0.4;0.7;0.8;1])
set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[0;Ripple;1])
subplot(2,2,3);plot(w/pi,db);grid;title('Magnitude in dB')
xlabel('Digital frequency in pi units'); axis([0 1 -50 0]);
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0;0.25;0.4;0.7;0.8;1])
set(gca,'YTickMode','manual','YTick',[-40;0])
subplot(2,2,2);plot(w/pi,pha/pi);grid;title('Phase Response')
xlabel('Digital frequency in pi units');ylabel('phase in pi units')
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0;0.25;0.4;0.7;0.8;1])
subplot(2,2,4);plot(w/pi,grd);grid;title('Group Delay')
xlabel('Digital frequency in pi units');
set(gca,'XTickMode','manual','XTick',[0;0.25;0.4;0.7;0.8;1])
subplot;

Nhận xét

Đăng nhận xét

Bài đăng phổ biến từ blog này

Dòng điện, điện áp 1 chiều và các định luật cơ bản

Bởi
Hình ảnh
1. Cường độ dòng điện Là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của dòng điện hay đặc trưng cho số lượng các điện tích đi qua tiết diện của vật dẫn trong một đơn vị thời gian (ký hiệu là I ). Dòng điện một chiều là dòng chuyển động theo một hướng nhất định từ dương sang âm theo quy ước hay là dòng chuyển động theo một hướng của các điện tích tự do. Đơn vị của cường độ dòng điện là Ampere và có các bội số : Kilo Ampere = 1000 Ampere Mega Ampere = 1000.000 Ampere Mili Ampere = 1/1000 Ampre Micro Ampere = 1/1000.000 Ampere 2. Điện áp Khi mật độ các điện tích tập trung không đều tại hai điểm A và B, nếu ta nối một dây dẫn từ A sang B (hình dưới) sẽ xuất hiện dòng chuyển động của các điện tích từ nơi có mật độ cao sang nơi có mật độ thấp, như vậy người ta gọi hai điểm A và B có chênh lệch về điện áp và áp chênh lệch chính là hiệu điện thế . Điện áp tại điểm A gọi là U(A) . Điện áp tại điểm B gọi là U(B) . Chênh lệch điện áp giữa hai điểm A và B gọi là hiệu điện thế U(AB
Read more »

Dòng điện 1 chiều (DC) là gì ?

Bởi
Hình ảnh
1. Khái niệm DC là viết tắt của Direct Current : Hiểu một cách đơn giản là dòng điện chảy theo một hướng cố định, không hề thay đổi (là dòng chuyển động có hướng của các điện tích ). Cường độ có thể tăng hoặc giảm nhưng không hề thay đổi chiều. Một điện áp DC có giá trị luôn luôn là dương hoặc là âm. Giá trị có thể tăng hoặc giảm nhưng không bị thay đổi giữa dương và âm. Ví dụ: nguồn DC +5V vì lý do gì đó bị giảm giá trị xuống 3V hoặc 1V nhưng không thể là -1V (lý do: chạm chập 2 cực âm và dương, sụt áp, ...) Gợn sóng dòng điện DC Các mạch điện thường yêu cầu một nguồn cung cấp DC có giá trị không đổi hoặc là tín hiệu DC có một chút gợn sóng như hình trên. Các bộ nguồn/pin/ắc quy thì cung cấp điện áp DC không đổi, là sự chọn lựa tốt cho các mạch điện của chúng ta. Nguyên tắc chung của các bộ nguồn này là chuyển đổi điện áp AC ngõ vào lớn thành một điện áp AC có biên độ nhỏ hơn. Tiếp đó thì sử dụng cầu diode để chuyển đổi AC thành DC kết hợp với các tụ lọc nhiễu để tạo
Read more »

Các cách mắc điện trở

Bởi
Hình ảnh
Có 3 cách mắc điện trở : - Mắc nối tiếp - Mắc song song - Mắc hỗn hợp trong đó, mắc nối tiếp và mắc song song là 2 cách mắc phổ biến, thường được dùng nhiều nhất. 1. Mắc nối tiếp Điện trở tương đương : R = R1 + R2. Nếu mắc nhiều điện trở nổi tiếp thì: R = R1 + R2 + ... + Rn. Cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm: I=I¹=I² Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng các hiệu điện thế trên mỗi đèn:U=U¹+U² 2. Mắc song song Cách mắc điện trở song song. Công thức tính điện trở tương đương :  Cường độ dòng điện :  chạy qua mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện chạy qua các mạch rẽ:  I=I¹+ I² Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch song song bằng hiệu diện thế giữa hai đầu mỗi đoạn mạch rẽ:  U=U¹=U². 3. Mắc hỗn hợp Cách mắc điện trở hỗn hợp Điện trở tương đương của hệ này là: R = R1 + (R2 x R3) / (R2 + R3).
Read more »

Dòng điện xoay chiều

Bởi
Hình ảnh
1. Khái niệm về dòng điện xoay chiều a. Giới thiệu chung Dòng điện xoay chiều viết tắt là AC - Alternating Current . Nghĩa là chiều của dòng điện trong mạch luôn luôn thay đổi theo thời gian. Khác với dòng điện DC (Direct Current) - dòng chảy trong mạch chỉ theo một chiều nhất định. Dòng điện đang được sử dụng trong nhà chúng ta là AC, có điện áp hiệu dụng là 220V. Thông thường, dây điện khi kéo từ nhà máy điện đến nhà thường có 2 dây dẫn. Ở Việt Nam, hai dây dẫn này thường gọi là dây nóng (hay dây pha) và dây nguội (hay còn gọi là dây trung tính). + Dây nóng : có ký hiệu chuẩn là P hoặc L, là dây luôn luôn có điện và chiều dòng điện luôn luôn thay đổi theo thời gian. Biểu đồ bên dưới mô tả sự thay đổi điện áp này: Ta sẽ thấy điện áp trên dây nóng liên tục giảm từ giá trị dương (V+), trở về giá trị âm (V-) trong một khoảng thời gian rất ngắn. + Dây nguội : hay còn gọi là dây trung tính, ký hiệu là N, là dây không có điện và đã được nối đất tại nhà máy phát điện.
Read more »

Biến áp, Triết áp, Phân loại điện trở

Bởi
Hình ảnh
1. Phân loại điện trở Điện trở gồm có 3 loại : - Điện trở thường : Điện trở thường là các điện trở có công xuất nhỏ từ 0,125W đến 0,5W - Điện trở công suất : Là các điện trở có công xuất lớn hơn từ 1W, 2W, 5W, 10W. - Điện trở sứ, điện trở nhiệt : Là cách gọi khác của các điện trở công suất , điện trở này có vỏ bọc sứ, khi hoạt động chúng toả nhiệt. Các điện trở 2W - 1W - 0.5W - 0.25W Điện trở sứ hay nhiệt 2. Công suất của điện trở Khi mắc điện trở vào một đoạn mạch, bản thân điện trở tiêu thụ một công xuất P tính được theo công thức : P = U . I = U2 / R = I2.R Theo công thức trên ta thấy, công xuất tiêu thụ của điện trở phụ thuộc vào dòng điện đi qua điện trở hoặc phụ thuộc vào điện áp trên hai đầu điện trở. Công xuất tiêu thụ của điện trở là hoàn toàn tính được trước khi lắp điện trở vào mạch. Nếu đem một điện trở có công xuất danh định nhỏ hơn công xuất nó sẽ tiêu thụ thì điện trở sẽ bị cháy. Thông thường người ta lắp điện trở vào mạch có công xuất danh
Read more »