示例:FIR 滤波器设计
低通滤波器窗口比较
使用两个不同的窗口 (矩形窗和布拉克曼窗) 计算低通滤波器的系数。
1. 设置正则化截断频率和系数个数。
2. 使用 lowpass 函数来通过矩形和布拉克曼窗口计算系数。
3. 为显示系数和计算频率响应定义一个范围。
4. 绘制两组系数的图像。
7. 绘制频率响应的幅度。使用水平标记来标记截断频率处的幅度。
两个轨迹均通过截断频率点,但 M1 提供的过渡更急速。二者在截断频率处的频率响应幅度是 0.5。
8. 绘制频率响应相位的图像。使用水平标记来标记截断频率处的相位。
两个轨迹均通过截断频率点。截断频率处频率响应的相位是 -18.85。
9. 绘制频率响应 dB 幅度的图像。使用水平标记来标记截断频率处的 dB 幅度。
两个轨迹均通过截断频率点。截断频率处的 dB 幅度是 -0.304。
利用卷积滤波
使用卷积来应用这些 FIR 系数。
1. 使用
sin 函数来定义一个信号,其低、中和高频率已相对于采样频率进行了正则化。
2. 绘制信号 x 的图像。
3. 使用 lowpass、highpass、bandpass 和 bandstop 函数来通过汉明窗 (值为 5) 和正则化滤波器截断频率生成滤波器系数。
4. 要对信号进行滤波处理,请针对前两个使用函数
convolve 并对后两个使用函数
response 将滤波器脉冲响应与
x 进行卷积运算,从而为该任务提供两种方法。
5. 证明 convolve 的输出长度比 x 的长度与系数数组之和小 1。
6. 绘制低通输出和信号低频分量的图像。
正弦波向右偏移了 25,以允许滤波器所产生的延迟。滤波器基本上仅通过低频,且会产生一定程度的衰减。
7. 绘制高通输出和信号高频分量的图像。
正弦波向右偏移了 25,以允许滤波器所产生的延迟。滤波器基本上仅通过高频,且会产生一定程度的衰减。
检查滤波器的有效性
1. 使用
dft 函数通过将原始信号频谱与滤波后的频谱进行比较,来检查带阻滤波器的有效性。
2. 绘制滤波前后 60 以前频谱值的图像。
中频已被成功衰减。
3. 使用 dft 函数通过将原始信号频谱与滤波后的频谱进行比较,来检查带通滤波器的有效性。
大多数低频和所有高频均已被成功衰减。