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时间:2021-11-07
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1、------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxxFIR低通滤波器实例【精品文档】实例1:在实际设计中,可以通过加窗函数的方法抑制频谱泄露相比较于IIR滤波器,FIR可能所需阶数更高,但同时由于其非迭代结构,永远能够得到稳定的输出。本文介绍如何用MATLAB仿真产生FIR滤波器,并使用一个混合频率的信号通过FIR滤波器,观察其输出,以验证FIR滤波器性能。实际应用背景:若信号为一个10Hz与一个30Hz的余弦信号相加,那么如何滤除30
2、Hz的信号?首先产生原始信号。采样率设置为100Hz,时宽2s。MATLAB程序如下: f1=10;%第一个点频信号分量频率 f2=30;%第二个点频信号分量频率 fs=100;%采样率 T=2;%时宽 B=20;%带宽 n=round(T*fs);%采样点个数 t=linspace(0,T,n); y=cos(2*pi*f1*t)+cos(2*pi*f2*t);观察原始信号的时域波形和频谱,从频谱图中可以明显看出其10Hz与30Hz的分量。【精品文档】【精品文档】MATLAB程序如下: figure; plot(t,y
3、); title('原始信号时域'); xlabel('t/s'); ylabel('幅度'); figure; fft_y=fftshift(fft); f=linspace(-fs/2,fs/2,n); plot(f,abs(fft_y)); title('原始信号频谱'); xlabel('f/Hz'); ylabel('幅度'); axis([0500100]);【精品文档】【精品文档】【精品文档】【精品文档】设计FIR滤波器:为滤除30Hz的分量,我们选用20Hz截止频率的低通滤波器,阶数为40阶(
4、若要获得更陡峭的过渡带,阶数可以选择的更高)。MATLAB中用fir1函数实现滤波器冲击响应系数的计算。注意:模拟频率f=20Hz需要按f/(fs/2)的式子化为数字频率,作为fir1函数中的参数。【精品文档】【精品文档】MATLAB程序如下: b=fir1(40,B/(fs/2)); %滤波产生指定带宽的噪声信号 figure; freqz(b);%画滤波器频响信号通过FIR滤波器:采用filter函数。MATLAB程序: 【精品文档】【精品文档】 y_after_fir=filter(b,1,y); %信号通过滤波器观察滤波后输出信号的时域与频谱:
5、从频谱中可以明显看出,30Hz的分量被滤除,留下了10Hz的分量。时域波形也可以看出这一点。同时需要注意,输出信号的前面一段是无效的。该段的长度为滤波器阶数的一半。MATLAB程序: figure; plot(t,y_after_fir); title('滤波后信号时域'); xlabel('t/s'); ylabel('幅度'); fft_y1=fftshift(fft(y_after_fir)); f=linspace(-fs/2,fs/2,n); figure; plot(f,abs(fft_y1)); ti
6、tle('滤波后信号频谱');【精品文档】【精品文档】 xlabel('f/Hz'); ylabel('幅度'); axis([0500100]);【精品文档】【精品文档】【精品文档】
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