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範例:數位濾波器的時間回應
使用 responsefftfilt 函數直接計算迴旋積分,以計算 FIR 或 IIR 濾波器的輸出。此函數會傳回長度為 n 之輸出的複數向量。
這些函數所使用的技術為建立完備的技術,且在大多數信號處理教科書中均有說明。例如,A.V. Oppenheim 與 R. W. Schafer 合著的 Discrete-Time Signal Processing (離散時間信號處理) (1989) 第 556-558 頁。
低通 IIR 濾波器階數
1. 使用低頻率與高頻率元件定義輸入信號。
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2. 使用截止頻率 f 計算二階低通巴特沃斯濾波器的回應之前 100 個步距。
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截止必須介於 0 到 0.5 之間,如函數描述中所指定。
3. 使用 iirlow 函數取得轉移函數係數。
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4. 使用 response 函數取得濾波器的回應。
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回應信號 YA 與原始信號 x 相較之下,更平滑、振幅更小且有些微的時間位移。
5. 使用相同的截止頻率 f 指定六階低通巴特沃斯濾波器。response 函數會將第一個區段的輸出送到第二個區段,再將此輸出送到第三個區段,依此類推。
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階數愈高的濾波器所產出的回應愈平滑、在濾波高頻率方面越有效率、產生的時間位移愈大,且提供愈明顯的截止頻率轉移。
帶通 FIR 濾波器
1. 設計 FIR 帶通濾波器 F,以傳輸以上所定義之兩個信號頻率中較高者。
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2. 使用上述低頻與高頻之間的帶通,計算長度 51 的帶通濾波器之係數,並使用 Blackman 取窗 (最後一個引數 6)。
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3. 計算濾波器所導致的延遲。
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4. 套用 response 函數計算前 100 個步距。
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雖然濾波器不會在啟動後立即傳輸,但會非常準確地選取高頻率 (f2=0.2、T=5)。
帶通 FIR 濾波器 2
顯示下列低通 FIR 濾波器在其帶通中有幾個頻率的相角位移為零。
1. 定義兩個輸入信號。
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2. 定義 FIR 濾波器截止頻率與係數的數目。
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3. 計算以漢寧窗顯示的係數。
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4. 計算濾波器所導致的延遲。
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5. 定義兩個延遲的輸入信號。
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6. 繪製第一個延遲的輸入信號 x1d,以及濾波器對 x1 的回應。
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這兩個信號完全相同,且相角位移為零。
7. 繪製第二個延遲的輸入信號 x2d,以及濾波器對 x2 的回應。
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這兩個信號完全相同,且相角位移為零。
使用迴旋積分的回應
若濾波器陣列有一欄,回應函數即會完成迴旋積分。因此,此函數會提供全域替代物給 FFT 型函數 convolve。兩個長序列的迴旋積分中,小型初始部份的回應較快。
1. 定義值域,並以 0 至 1 的正亂數填補兩個陣列。
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2. convolve 函數套用至這兩個陣列。
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3. 使用 response 函數取得回應的前 8 個步距。
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這兩個陣列完全相同。
比較回應與 fftfilt 函數的輸出
顯示從 responsefftfilt 函數取得的結果相等。
1. 定義兩個頻率的範圍。
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2. 按照 f1 與 f2 定義輸入信號。
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3. 使用截止頻率 f 建立 FIR 低通濾波器,並以漢寧窗顯示。
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4. 計算輸入信號的濾波器回應。
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5. fftfilt 函數套用至輸入信號,並取得前 64 個步距。
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* 
y_f 是複數元素的向量。
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6. 繪製使用濾波器的轉移函數以及回應信號,對輸入信號進行迴旋積分的結果。這兩個繪線會完全重疊。
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