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低通滤波器

低通滤波器的信号

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语法

y =低通滤波器(x, wpass)
y =低通滤波器(x,成就,fs)
y =低通滤波器(xt,成就)
y =低通滤波器(___名称=值)
[y, d] =低通滤波器(___）
低通滤波器(___）

描述

y=低通滤波器(x，wpass）对输入信号进行滤波x使用通带频率归一化的低通滤波器wpass在单位的πrad /样品。低通滤波器使用最小阶滤波器，阻带衰减为60 dB，并补偿了滤波器引入的延迟。如果x是一个矩阵，该函数独立地筛选每一列。

例子

y=低通滤波器(x，成就，fs）指定x抽样的速度是fs赫兹。成就是滤波器的通频带频率，单位为赫兹。

y=低通滤波器(xt，成就）low - pass对时间表中的数据进行过滤xt使用通带频率为的滤波器成就赫兹。该函数独立地筛选时间表中的所有变量和每个变量中的所有列。

例子

y=低通滤波器(___，名称=值）使用名称-值参数为前面的任何语法指定附加选项。你可以改变阻带衰减低通滤波器陡度，以及滤波器的脉冲响应类型。

例子

［y，d) =低通滤波器(___）还返回digitalFilter对象d用于过滤输入。

低通滤波器(___）没有输出参数时绘制输入信号并叠加滤波后的信号。

例子

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创建一个在1khz采样1秒的信号。该信号包含两个音调，一个50hz，另一个250hz，嵌入方差为1/100的高斯白噪声中。高频音的振幅是低频音的两倍。

fs = 1 e3;t = 0:1 / fs: 1;x = [1 - 2] * sin(2 *π*[250]“。* t) + randn(大小(t)) / 10;

低通滤波去除信号中的高频音。指定通频带频率为150hz。显示原始信号和滤波后的信号，以及它们的光谱。

低通滤波器(x, 150 fs)

图中包含2个轴对象。标题为低通滤波(Fpass = 150hz)的axis对象1包含两个类型为line的对象。这些对象代表原始，过滤。坐标轴对象2包含两个line类型的对象。这些对象代表原始，过滤。

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实现一个基本的数字音乐合成器，并使用它来播放一首传统歌曲。指定2 kHz的采样率。绘制这首歌的谱图。

fs = 2 e3;t = 0:1 / fs: 0.3 - 1 / f;L = [0 130.81 146.83 164.81 174.61 196.00 220 246.94];M = [0 261.63 293.66 329.63 349.23 392.00 440 493.88];H = [0 523.25 587.33 659.25 698.46 783.99 880 987.77];注意= @ (f, g) (1 1 1) * sin(2 *π* (l (g) m (g) h (f)]的。* t);MEL = [3 2 1 2 3 3 3 0 2 2 2 2 2 0 3 5 5 0 3 2 1 2 3 3 3 2 2 2 1]+1;Acc = [3 0 5 0 3 0 3 3 2 0 2 2 3 0 5 5 3 0 5 0 3 3 0 3 2 3 0 1]+1;歌= [];为Kj = 1:length(mel) song = [song note(mel(Kj)，acc(Kj)) zero (1,0.01*fs)];结束歌=歌曲/ (max (abs(歌曲))+ 0.1);%要听到，输入声音(song,fs)pspectrum(宋、fs、的谱图，“TimeResolution”, 0.31,.．.“OverlapPercent”0,“MinThreshold”, -60)

图中包含一个axes对象。标题为Fres = 8.2798 Hz, Tres = 310 ms的axes对象包含一个类型为image的对象。

低通滤波器将信号从伴奏中分离出来。指定通频带频率为450hz。在时域和频域绘制原始信号和滤波后的信号。

长=低通滤波器(歌曲,450年,fs);%要听到，输入声音(long,fs)低通滤波器(歌曲,450年,fs)

图中包含2个轴对象。标题为低通滤波(Fpass = 450hz)的axis对象1包含2个类型为line的对象。这些对象代表原始，过滤。坐标轴对象2包含两个line类型的对象。这些对象代表原始，过滤。

绘制伴奏谱图。

图pspectrum (fs,的谱图，“TimeResolution”, 0.31,.．.“OverlapPercent”0,“MinThreshold”, -60)

图中包含一个axes对象。标题为Fres = 8.2798 Hz, Tres = 310 ms的axes对象包含一个类型为image的对象。

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使用通带频率为200hz的无限脉冲响应低通滤波器对1khz采样的白噪声进行滤波。使用不同的陡度值。画出滤波后信号的光谱。

fs = 1000;x = randn (20000 1);(d1)日元=低通滤波器(x, 200 fs, ImpulseResponse =“信息检索”、陡度= 0.5);(y2, d2) =低通滤波器(x, 200 fs, ImpulseResponse =“信息检索”、陡度= 0.8);(y3, d3) =低通滤波器(x, 200 fs, ImpulseResponse =“信息检索”、陡度= 0.95);Pspectrum ([y1 y2 y3]，fs)图例("陡度= "+ [0.5 0.8 0.95])

图中包含一个axes对象。标题为Fres = 976.801 mHz的axis对象包含3个类型为line的对象。这些对象表示陡度= 0.5，陡度= 0.8，陡度= 0.95。

计算并绘制滤波器的频率响应图。

(h1, f) = freqz (d1、1024 fs);(h2, ~) = freqz (d2、1024 fs);[h3, ~] = freqz (d3、1024 fs);Plot (f,mag2db(abs([h1 h2 h3]))"陡度= "+ [0.5 0.8 0.95])

图中包含一个axes对象。坐标轴对象包含3个line类型的对象。这些对象表示陡度= 0.5，陡度= 0.8，陡度= 0.95。

输入参数

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输入信号，指定为向量或矩阵。

例子:罪(2 *π* (0:127)/ 16)+ randn (1128) / 100指定一个有噪声的正弦信号

例子:[2 1]。* sin(2 *π*(0:127)”。/ [64])指定双通道正弦信号。

数据类型:单|双
复数的支持:是的

归一化通带频率，指定为间隔中的标量(0,1)．

通带频率，指定为间隔中的标量(0,fs/ 2)．

抽样速率，指定为正实标量。

输入时间表。xt必须包含递增的、有限的和等间距的行次数持续时间在几秒钟内。

如果时间表有缺失或重复的时间点，您可以使用中的提示来修复它干净的时间表，缺少，重复，或不一致的时间．

例子:时间表(秒(0:4)”,randn(5、1),randn (2))包含一个单通道随机信号和一个双通道随机信号，以1hz采样4秒。

例子:时间表(randn(5、1)randn (5, 2), SampleRate = 1)包含一个单通道随机信号和一个双通道随机信号，以1hz采样4秒。

名称-值参数

指定可选参数对为Name1 = Value1,…,以=家,在那里的名字参数名称和价值对应的值。名-值参数必须出现在其他参数之后，但对的顺序并不重要。

例子:ImpulseResponse =“信息检索”,StopbandAttenuation = 30使用最小阶IIR滤波器对输入进行滤波，该滤波器衰减频率高于成就通过30 dB。

在R2021a之前，名称和值之间用逗号隔开，并括起来的名字在报价。

例子:“ImpulseResponse”、“信息检索”,“StopbandAttenuation”,30岁使用最小阶IIR滤波器对输入进行滤波，该滤波器衰减频率高于成就通过30 dB。

滤波器的脉冲响应类型，指定为“杉”，“信息检索”,或“汽车”．

  • “杉”-该函数设计了一个最小阶线性相位有限冲击响应(FIR)滤波器。为了补偿延迟，函数附加到输入信号后N/ 2 0,N是过滤器顺序。然后该函数对信号进行过滤并删除第一个信号N输出的/2个样本。

    在这种情况下，输入信号必须至少是满足规格的滤波器的两倍长。

  • “信息检索”-该函数设计了一个最小阶无限脉冲响应(IIR)滤波器，并使用filtfilt功能执行零相位滤波和补偿滤波延迟。

    如果信号不至少是满足规格的滤波器的三倍长，函数设计一个更小阶的滤波器，因此更小的陡度。

  • “汽车”-如果输入信号足够长，该函数设计一个最小阶FIR滤波器，否则设计一个最小阶IIR滤波器。具体来说，该函数遵循以下步骤:

    • 计算FIR滤波器必须满足规格的最小顺序。如果信号至少是所需滤波器顺序的两倍长，则设计并使用该滤波器。

    • 如果信号不够长，计算IIR滤波器必须满足规格的最小顺序。如果信号至少是所需滤波器顺序的三倍长，则设计并使用该滤波器。

    • 如果信号不够长，将其截断为信号长度的三分之一，并设计相应的IIR滤波器。顺序的减少是以牺牲过渡带的陡度为代价的。

    • 对信号进行滤波并补偿延时。

过渡带的陡度，指定为区间中的标量(0.5, 1)．随着陡度的增加，滤波器响应接近理想的低通响应，但由此产生的滤波器长度和滤波操作的计算成本也会增加。看到低通滤波器陡度为更多的信息。

滤波器阻带衰减，指定为正标量，单位为dB。

输出参数

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经过过滤的信号，作为与输入具有相同维度的向量、矩阵或时间表返回。

用于过滤操作的低通过滤器，返回为digitalFilter对象。

  • 使用过滤器(d, x)对信号进行滤波x使用d．不像低通滤波器,过滤器函数不补偿滤波器延迟。你也可以使用filtfilt而且fftfilt功能与digitalFilter对象。

  • 使用FVTool以可视化的过滤器响应。

  • 使用designfilt根据频率响应规范编辑或生成数字滤波器。

更多关于

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低通滤波器陡度

的陡度参数控制过滤器转换区域的宽度。陡度越低，过渡区域越宽。陡度越高，过渡区越窄。

为了解释滤镜陡度，考虑以下定义:

  • 的奈奎斯特频率，f尼奎斯特，是在不混叠的情况下以给定速率采样的信号的最高频率成分。f尼奎斯特是1(×πRad /sample)，当输入信号无时间信息时，和fs/2赫兹当输入信号是时间表或者当你指定采样速率时。

  • 的阻带频率的过滤器,f停止，是衰减等于或大于使用中指定值的频率StopbandAttenuation．

  • 的过渡宽度的过滤器,W,是f停止- - - - - -成就,在那里成就是指定的通带频率．

  • 大多数非理想滤波器也衰减输入信号穿过通带。这种与频率相关的衰减的最大值称为通带纹波．使用的每个过滤器低通滤波器通带波纹为0.1 dB。

低通滤波器的频率响应，包括奈奎斯特、通带和阻带频率、过渡宽度、阻带衰减和通带波纹

当您指定一个值时，年代,因为陡度，该函数计算过渡宽度为

W= (1 -年代)×(f尼奎斯特- - - - - -成就）.

  • 当陡度等于0.5，过渡宽度是50%（f尼奎斯特- - - - - -成就）．

  • 作为陡度方法1，过渡宽度逐渐变窄，直到达到最小值1%（f尼奎斯特- - - - - -成就）．

  • 的默认值。陡度是0.85，它对应的过渡宽度是15%（f尼奎斯特- - - - - -成就）．

版本历史

介绍了R2018a

另请参阅

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