📄 巴特沃斯低通滤波器.cpp
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#include<iostream>
#include<cmath>
#include<fstream>
using namespace std;
const double pi=4*atan(1);
void butterworthlowpass(double,double,double,double,double);
int main()
{
//数字低通滤波器性能要求
double f,fc,fst;//f:抽样频率;fc:通带截止频率;fst:阻带截止频率
double q1,q2;//q1:通带允许的最大衰减;q2:阻带允许的最小衰减
cout<<"please input the parameter:"<<endl;
cin>>f>>fc>>fst>>q1>>q2;
butterworthlowpass( f,fc,fst, q1, q2);
return 0;}
void butterworthlowpass(double f,double fc,double fst,double q1,double q2)
{ double Wc,Wst;//数字频率
Wc=2*pi*fc/f;
Wst=2*pi*fst/f;
//转换为模拟低通滤波器性能要求
double Uc,Ust,Usc,Ksc;
Uc=2*f*tan(Wc/2);
Ust=2*f*tan(Wst/2);
Usc=Ust/Uc;
Ksc=sqrt((pow(10,0.1*q1)-1)/(pow(10,0.1*q2)-1));
double log(double num);
double v;
v=-log(Ksc)/log(Usc);//计算阶数
double ceil(double x);
int N=ceil(v);//阶数圆整
double Up;
Up=Uc*pow((pow(10,0.1*q1)-1),-(1/(2*N)));
double a,b[20],d;//模拟低通滤波器系统函数参数
a=1;
d=1;
int k;
for(k=1;k<=(N/2);k++)
{b[k]=-2*Up*cos(pi/2+(2*k-1)*pi/(2*N));
}
double c;
c=2*f;
double A0[20],A1[50],A2[50],B0[50],B1[50],B2[50],R[50];//数字低通滤波器系统函数参数
ofstream outfile("f1.dat",ios::out);//定义文件流对象,打开磁盘文件“f1.dat"
if(!outfile)
{
cerr<<"open error!"<<endl;
exit(1);
}
for (k=1;k<=N/2;k++)
{
R[k]=c*c+c*b[k]+Up*Up;
A0[k]=Up*Up/R[k];
A1[k]=2*A0[k];
A2[k]=A0[k];
B0[k]=1;
B1[k]=(2*Up*Up-2*c*c)/R[k];
B2[k]=(Up*Up-b[k]*c+c*c)/R[k];
}
cout<<v<<endl;
if (N%2==0)
{
for (k=1;k<=N/2;k++)
outfile<<endl<<A0[k]<<" "<<A1[k]<<" "<<A2[k]<<" "<<B0[k]<<" "<<B1[k]<<" "<<B2[k]<<endl;
}
else
{
outfile<<endl<<1/(1+c)<<" "<<1/(1+c)<<" "<<1<<" "<<(1-c)/(1+c)<<endl;
for (k=1;k<=N/2;k++)
outfile<<A0[k]<<" "<<A1[k]<<" "<<A2[k]<<" "<<B0[k]<<" "<<B1[k]<<" "<<B2[k]<<endl;
}
outfile.close(); }
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