我们的教科书总是喜欢先介绍IIR再介绍IIR,但我也先介绍IIR。
IIR滤波器的设计:
低通滤波器顾名思义是低频成分通过,高频成分被阻断的滤波器。 在设计低通滤波器时,首先需要了解想要切断多少频率。 例如,如果要截断4Hz以上的信号,理想情况下将截断所有4Hz以上的信号成分,保留所有4Hz以下的信号。 然而,实际上几乎不存在这样的滤波器,并且通常在通频与截止频率之间存在过渡频带。 通频部分称为通带,允许通过的最大频率称为通带截止频率p,阻带的最小截止频率为s,通带和阻带之间的部分为通带,即p~p。 将通带之间的变动称为通带变动p,将阻带之间的变动称为阻带变动s。
在数字滤波器设计中,Wp和Ws是归一化的角频率,并且如果低通滤波器需要设计成满足通带截止频率fp=40和阻带截止频率fs=50,则fp、fs与Wp、Ws之间的转换关系如下。
Wp=2*pi*fp/Fs;
Ws=2*pi*fs/Fs;
截止频率的定义是与输出振幅响应降低到输入振幅的-3db(20*log )1/sqrt(2(2)-2 ) (即0.707 )即1/sqrt(2(2) )时对应的频率
%%巴特沃斯数字滤波函数:
[n,WC]=buttord(WP/pi,Ws/pi,Ap,As );
[b,a]=butter(n,Wc,’ low ‘ ); %低通滤波器
————-请参阅
%% wqdfk1型低通滤波器
[N,WC]=cheB1ord(WP/pi,Ws/pi,Ap,As );
[b,a]=cheby1(n,Ap,wc,’ low ‘ );
%%椭圆低通滤波器
[N,WC]=Ellipord(WP/pi,Ws/pi,Ap,As );
[b,a]=ellip(n,Ap,As,wc,’ low ‘ );
FIR滤波器的设计:
采用窗函数法设计理想的低通、高通滤波器,并参考北京交通大学pghy主编的【数字信号处理】5.2节窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器P164和P188。
设计步骤如下。
1 )确定过滤器类型。 可以根据FIR类型设计不同类型的滤波器,并且I类型可以设计低通滤波器(LP )、HP )、BP )、和BS (带阻滤波器)。
2 )确定所设计滤波器的参数
(Eg )在设计低通滤波器时,fp=20,fs=30; Ap=1,as=40,3db截止频率WC=2*pi*(fs-FP )/Fs; Fs是采样频率。
选定某窗函数时,衰减Ap和As已确定,减肥哆啦A梦窗除外。 Ap和As的计算方法请访问另一个博客,https://www.cn blogs.com/xhslovecx/p/10118570.html
3 )确定窗函数
50A,=0.1102(a-8.7 );
21=A=50,=0.5842(a-21 ) ^0. 40.07886 (a-21 );
A21,=0;
4 )确定滤波器的阶数m,首先确定滤波器的长度n。 对于要减肥的除哆啦A梦窗之外的窗函数,n的值由以下公式确定:
N=(窗函数近似转移带宽(/)/(Wp-Ws ) ) ) ) ) ) ) ) )。
如果采用Kaiser窗
m(a-7.95 ) ) 2.285*|Wp-Ws|,A21。 其中,a=-20LG(min(p,s ) )
5 )理想滤波脉冲信号如下:
高清HD=(WC/pi ) sinc ) WC * (k-0.5 * m )/pi ); %低通
高清=-(WC/pi ) sinc ) WC * (k-0.5 * m )/pi ); %高通
6 )开窗:
w=hanning(n; w=hamming(n ); w=黑莓man (n; N=M 1;
w=Kaiser(n,beta );
7 )截断
h=hd.*W;
8 )过滤
sigfiltered=filter(h,[1],signal );