基于Matlab的一阶RC滤波器仿真

%功能：一阶RC滤波器仿真
%说明：
%1、分析了一阶RC滤波器的幅值衰减特性和相移特性
%2、分析了一阶RC滤波器的频域特性
%3、使用lsim对系统进行仿真
%4、使用FFT对原始输入信号和滤波器输出信号进行分析
%传递函数：sys=1/(1+sRC)
%==========================================================================
close all;
clear all;
f=1:1:5000;%频率序列
w=2*pi*f;
R=2200;%电阻值
C=0.47e-6;%电容值
for m=1:length(f)
    Zc(m)=1/(2*pi*w(m)*C);%电容阻抗
end
plot(f,Zc);
title('电容阻抗');
Fc=1/(2*pi*R*C);%截止频率
Para=R*C*i;
for n=1:length(f)
    A(n)=abs(1/(1+Para*w(n)));%幅值衰减系数
    P(n)=angle(1/(1+Para*w(n))) * 180 / pi;%相移系数
end
figure;
subplot(2,1,1);
plot(f,A,'r');%幅值曲线
title('幅值衰减特性');
subplot(2,1,2);
plot(f,P,'blue');%相位曲线
title('相位特性');
%频域分析
Func=tf(1,[R*C,1]);%系统的传递函数
figure;
subplot(2,1,1);
bode(Func);%系统的伯德图
title('伯德图');
subplot(2,1,2);
nyquist(Func);%系统的奈氏图
title('奈氏图');
%使用lsim进行信号仿真并使用FFT进行分析
figure;
F1=0.1;
F2=100;
F3=1000;
F4=2000;
F5=300;
%
Fs=10000;%采样率
N=20000;%采样点数
n=0:N-1;
t=n/Fs;%时间序列
f=n*Fs/N;%频率序列
%
SigIn=sin(2*pi*F1*t)+5*sin(2*pi*F2*t)+10*sin(2*pi*F3*t)+30*sin(2*pi*F4*t)+2*sin(2*pi*F5*t);%原始信号
[SigOut,Tr] = lsim(Func,SigIn,t);%滤波后信号图像
subplot(2,1,1);
plot(t,SigIn);
title('原始信号');
subplot(2,1,2);
plot(Tr,SigOut);
title('滤波后的信号');
%傅里叶变换分析滤波前的信号
sigInFFT = fft(SigIn,N);%FFT变换
%幅值特性
sigInAmp = abs(sigInFFT) * 2 / N;
sigInAmp(1) = sigInAmp(1) / 2;
%相位特性
sigInPhase = angle(sigInFFT) * 180 / pi;
figure;
subplot(2,1,1);
plot(f,sigInAmp);
title('原始信号幅值特性');
subplot(2,1,2);
plot(f,sigInPhase);
title('原始信号相位特性');
%傅里叶变换分析滤波后的信号
sigOutFFT = fft(SigOut,N);%FFT变换
%幅值特性
sigOutAmp = abs(sigOutFFT) * 2 / N;
sigOutAmp(1) = sigOutAmp(1) / 2;
%相位特性
sigOutPhase = angle(sigOutFFT) * 180 / pi;
figure;
subplot(2,1,1);
plot(f,sigOutAmp);
title('输出信号幅值特性');
subplot(2,1,2);
plot(f,sigOutPhase);
title('输出信号相位特性');