Matlab——FilterDesigner

前言

前几篇文章介绍了通过双线性变化离散S域传递函数得到Z域传递函数，并借助Mathcad工具计算出Z域传递函数的分母及分子系数，对Z域的传递函数进行变换得到差分方程，通过Mathcad工具，由Z域传递函数的分母及分子的系数进一步可计算出差分方程的系数。这种求解滤波器系数的方法比较费时费力，为了提高设计者开发速度，Matlab提供了“FilterDesigner”工具箱。“FilterDesigner”工具箱的功能比较多，本文简述如何通过该工具生成数字滤波器系数。

正文

第一步 打开滤波器设计工具界面

在命令窗口输入”filterDesigner”,打开滤波器设计窗口“Filter Designer”

或主页面的在APP中找到“FilterDesigner”工具项，打开滤波器设计窗口“Filter Designer”

第二步 开始设计滤波器

Response Type 滤波器类型 ：低通、高通、带通、带阻，其它。

Design Method 设计方法  ：无限脉冲响应滤波器、有限脉冲滤波器响应。

Filter order 滤波器阶数 ：指定阶数、最小阶数。

Options 可选项 ：密度因子。

Frequency Specifications 频率说明：采样频率 ，截止频率

Magnitude Specifications 幅值衰减说明

以设计一个二阶低通滤波器为例，如下图。

 选择 波特图分析，并点击 Designer Filter

频率响应曲线

 生成Z域传递函数分母、分子系数

         与在Mathcad软件中，通过双线性变化得到Z域传递函数对比，两种方法生产的Z域传递函数的分母、分子的系数，几乎完全相等。

点击下图菜单栏选型，生产差分方程，数字滤波器的滤波系数。

    与在Mathcad软件计算出来的结果对比，两种方法生成的数字滤波器的系数几乎完全相等。

      第三步 编码及仿真验证

小结

   通过Matlab提供的“FilterDesigner”工具箱，不到一分钟就能设计出滤波器，是不是很香！工欲善其事，必先利其器，掌握一两个好的仿真计算软件进行研发设计可以起到事半功倍的效果，也期待国产软件早日强大起来。

推荐书籍：

《电子技术基础.模拟部分》-康华光-第5版

《 数字信号处理教程》-程佩青

关于本人

     本人有多年的电源开发经验，涉及到的产品有单相光伏逆变器、三相组串逆变器、集中式光伏逆变器、双向DC/DC，PCS。涉及到的电路拓扑有H4、H6、Boost、Boost-Buck、两电平三相半桥、T字三电平三相半桥和I字型三电平半桥。近几年一直做双向变流器产品，主要做技术管理工作。在这个平台希望与更多的同行进行交流。