21、使用MATLAB设计模拟滤波器

使用MATLAB设计模拟滤波器

1. 信号处理与模拟滤波器概述

信号处理技术涵盖了从各种信号源提取信息，以及保护、存储和检索信息的方法。在电信系统中，我们关注信息的传输；而在MP3播放器等应用中，重点则是高效地存储和检索信息。实际上，存储信息以便后续检索可以看作是在具有任意长时间延迟的传输通道上传输信息。在许多情况下，如MP3格式，信号处理技术被用于去除非听觉（冗余）信息，从而减少需要存储的信息量。

在无线电系统中，我们需要生成不同类型的信号，并对信号进行修改，以便通过无线电通道传输信息，例如通过高频载波的频率调制。模拟滤波器在这些应用中起着关键作用。

以一个简单的数字传输系统为例，计算机A作为数字信号源，生成一系列ASCII符号，这些符号由8位字表示。为了通过电话线传输这些符号，我们需要用适合传输通道的物理信号载体来表示符号中的位。这里我们使用具有两种不同频率的正弦电压作为信号载体，并采用所谓的频移键控来表示信息。

在调制解调器A中，“零”位对应980Hz，“一”位对应1180Hz。因此，调制解调器B需要确定接收到的频率是980Hz还是1180Hz，以确定传输的是零还是一。可以使用两个带通滤波器，让其中一个正弦信号通过，通过比较两个滤波器输出的幅度来解析接收到的信号的频率。同样，调制解调器B向调制解调器A发送信息时，使用1650Hz和1850Hz的频率。因此，滤波是调制解调器的重要组成部分。

虽然上述传输系统已经过时，但现代具有更高传输容量的传输系统，如高清电视（HDTV）、无线局域网（WLAN）和非对称数字用户线路（ADSL），使用多个载波和更先进的调制方法，不同类型的滤波器仍然是这些系统的关键组件。

2. 信号与