matlab中Filter Design和Simulink仿真的实操与训练1

今天分享一个matlab中如何设计一个IIR三极点椭圆模拟低通滤波器并实现在simulink上进行仿真实验。 首先打开APP-Filter Design如果没有的话在右侧下拉箭头处寻找。

1.选择滤波器类型：低通、高通、带通、带阻。 2.选择是FIR滤波器还是IIR滤波器。 3.选择阶数（极点）。 4.选择采样频率（需符合奈奎斯特定律，即采样速率要大于最高频率的两倍）、通带截至频率、阻带截至频率。 5.选择通带衰减和阻带衰减。 1.选择低通滤波器。 2.选择IIR椭圆形滤波器。 3.选择极点数3阶。 4.选择采样频率0.2mHz（注意满足奈奎斯特采样定理）选择通带0.03mHz。 5.选择通带衰减1.5dB，阻带衰减50dB，然后点击Design Filter。

依次点击Analysis-Filter Coefficients，得到三级滤波器的系数，这里的Numerator是分子系数，Denominator是分母系数。

滑动滚轮可以看到此时系数分为Section1和Section2还有Gain增益部分，这是matalb把它分了两项相乘的形式展现出来。 为了便于以后编译代码的实现，我们选择Edit-Convert to Single Section将其转变为一项。 此时将两项合并为一项。 选择Targets-Generate C header即可生成包含参数的头文件。 将分子系数分母系数命名后点击Generate即可生成头文件。 打开后的界面如下。

接下来我们进行Simulink仿真实验。 1.点击左边第四个框图 2.勾选第二个选项，后边四个选项就默认勾选了。 3.点击Realize Model进入Simulink仿真。 打开界面如下图所示，双击滤波器图标即可查看滤波器结构。 接下来点击器件库选择我们需要的一些仿真器件。 固件库如左侧所示，选择器件将其拖到右边空白处即可。 首先我们选择一个加法器和两个示波器。 再选择两个信号发生器，先将其叠加后通过滤波器，只留下一个信号，滤除另一个信号。 将其组装成如下形式。 我们需要通过一个示波器来观察两个波形，所以需要对示波器进行一些配置，双击示波器得到如下界面，点击设置标识。 将输入数目设置为2。 设置完后点击ok，我们发现示波器的输入变成了两个箭头。然后将其按照下面的方式链接。

双击信号发生器Sine Wave进行配置，由于我们的带宽设置为0.03mHz，所以将有用信号频率设置为0.018mHz(0.03mHz)即可。 将另一个信号发生器也按上面步骤进行配置。 设置完成后点击绿色开始按钮。 等加载完成后双击最左边的滤波器Scope，观察到下图波形。 可见基本看不出波形，这是因为我们的采样时间10太短了，我们把它加长一点，将时间设置为1000000。

这时再点击两个示波器观察到结果如下图。 左图黄色为SineWave（0.018mHz），蓝色为SineWave1（0.09mHz），右图粉色为二者叠加信号Sum，黄色Filter为滤波后信号。 为可见黄色的0.018mHz的有用信号被完整的滤出来了。 这里有两个小工具： 1.设置波形的颜色，形状，粗细。 2.添加波形标签。 今天的分享到这里就结束啦。