基于matlab的各类滤波器设计

Lionoon

一． 采用fir1

        　　采用了窗函数设计方法

  Q! N' k' w1 t( v* \- X

        　　语法如下：

各项参数意义：

8 E5 J2 z* S; q% q7 o

        　　b：返回的FIR滤波器单位脉冲响应，脉冲响应为偶对称，长度为n+1

        　　n：滤波器的阶数，需要注意的是，设计出的滤波器长度为n+1

        　　Wn：滤波器的截止频率（归一化）。需要注意的是，wn的取值范围为0《wn《1，1对应为信号采样频率的1/2;

0 `, p* b! P/ t, b! I: s5 t

        　　如果wn是单个数值，且ftype参数为low，则表示设计截止频率为wn的低通滤波器，如ftype参数为high，则表示设计截止频率为wn的高通滤波器；

9 f4 k. M- w3 K2 ?$ a3 V

        　　如果wn是由两个数组成的向量［wn1，wn2］，ftype为stop，则表示设计带阻滤波器，ftype为bandpass，则表示设计带通滤波器；

4 |. ~! W6 S, K. |; U+ D- B8 |

        　　如果wn是由多个数组成的向量，则表示根据ftype的值设计多个通带或阻带范围的滤波器，ftype为DC-1，表示设计的第一个频带为通带，ftype为DC-0，表示设计的第一个频带为阻带。

        　　4.window：指定使用的窗函数向量，默认为海明窗（Hamming），最常用的窗函数有汉宁窗（Hanning），海明窗（Hamming），布拉克曼窗（Blackman）和凯塞窗（Kaiser），可通过输入help window查找（当凯塞窗函数的贝塔值取7.856时，凯塞窗具有最好的性能）

1 h# a  S5 ^2 |8 f, B8 {$ n2 D

        　　5.noscale：指定是否归一化滤波器的幅度

) t% F7 O% M  `  d

        　　注意：fir1函数智能选择滤波器的截止频率和阶数，不能选择滤波器通带，阻带衰减，过渡带宽等参数。

二． 采用kaiserord函数设计
2 u, X7 K5 Q! ^" f5 f

        　　语法如下：［n，wn，beta，filtype］=kaiserord（f，a，dev，fs）

3 e5 a) k8 y& Y  I

        　　参数意义：

9 N  T) A1 F! J$ e, a  K7 R

        　　f及fs：f是一个向量，其中的元素为待设计滤波器的过渡带的起始点和结束点。如果没有fs参数，f中元素的取值范围为0~1，即相对于采样频率一半的归一化频率；如果有fs参数，则fs为信号采样频率，f中元素即为实际的截止频率。如，设计滤波器的过渡带宽为1000~1200hz，2000~2100hz，信号采样频率为8000hz；如没有设置fs参数，则f=［0.25 0.3 0.5 0.525］;如设置fs为8000，则f=［1000 1200 2000 2100］

3 n3 {6 p+ Z! u. F

        　　a：指定这些频率段的理想幅度值。通带为1，阻带为0.a与f相对应。以上例子，应该设置为a=［1 0 1］，则表示设计带阻滤波器。

        　　dev：指定通带或阻带内的容许误差。同样是上面的例子，要求通带容许误差为0.01，阻带容许误差为0.02，则dev=［0.01 0.02 0.01］

        　　n:n为滤波器的最小阶数

        　　wn：得到滤波器的截止频率点

        　　beta：计算得到的beta值

        　　ftype：获得滤波器的类型参数

三． 采用fir2函数设计

        　　使用fir2函数，可以完成任意响应滤波器的设计，即滤波器的幅度频率响应在指定的频段范围内有不同的幅值。，如在0~0.1的理想幅值为1，0.2~0.4的幅值为0.5等。

5 M* u+ j( @/ p" H- x$ e' M) |$ c- n

        　　语法如下：

        　　参数意义：

        　　n及b：滤波器的阶数。注意，根据FIR滤波器的结构特点，当设计的滤波器在归一化频率为1处的幅度值部位0时，n不能为奇数。

4 I) t* V' O% ?- x

        　　f及m：f的取值为0~1，对应于滤波器的归一化频率，m用于设置对应频段范围内的理想幅值。如要求的滤波器在0~0.125内幅值为1，0.125~0.25为0.5，0.25~0.5为0.25，0.5~1为0.125，则f=［0 0.125 0.125 0.25 0.25 0.5 0.5 1］，m=［1 1 0.5 0.5 0.25 0.25 0.125 0.125］

        　　windom：指定窗函数的种类，其长度为滤波器长度n+1，默认为海明窗。

        　　npt：指定在对幅度响应进行插值的插值点个数，其默认为512

$ }3 K7 @0 x( W9 I% r& e7 B4 f

        　　lap：指定对幅度响应进行插值时，对于不连续点转变成连续时的点数，其默认值是25

, q" w& ]7 z9 G. R% g6 T* G* @! h

        　　区别：

        　　1.stem和plot

% F5 J* e% t: G' x0 D: a

        　　stem是离散函数，plot是连续函数

$ X7 W, ]: [7 W0 u, b, k6 f% E

        　　常用的信号处理函数：

        　　1. 随机信号函数

7 u) ?% a: P  D! m# H) _  S7 `

        　　随机信号函数：Rand（1，N）和randn（1，N）

        　　2. 方波信号函数

        　　Square（T）和Square（T，DUTY），其实DUTY为正值区域在一个周期的比例，如DUTY=50时，产生方波。

* [' u+ B1 E7 h- C) O9 O  r1 b

        　　3. 锯齿波信号函数

3 d: S5 w+ m( h2 S6 v7 v. ^" k

        　　Sawtooth（T）和sawtooth（T，WIDTH）

        　　4. 正弦波信号函数

        　　Sin（2*pi*f*t）

' `2 h- n$ z+ I4 F        　常用信号分析级处理函数

        　　1. 滤波函数

) K8 h, J6 S- ~# a; E" S* {  r

        　　Filter（b，a，x）：分子项系数依次从大到小排列成一个行矩阵b，分母项系数依次从大到小排列成一个行矩阵a，x为输入信号序列。

9 Z" S% Y3 j0 G! ~  P  l6 T2 L

        　　2. 单位抽样响应函数

        　　Impz（b，a，p），其中a，b同上，p为计算的数据点数

) d. q! F) D8 Y) |* F3 p' Y

        　　3. 频率抽样响应函数

        　　Freqz（b，a，n，Fs）： 其中a，b同上，n为在［0 Fs/2］范围内计算的频率点数量，Fs为采样频率。

  C. a3 Y- y2 [8 Y

        　　4. 零极点增益函数

) B, E9 R+ _1 m

        　　Root函数计算系统的零极点，zplane函数画出系统的零极点。

  C; h, A" W% _1 G( y/ y( F: x& C

xixihahaheihei

matlab还能做滤波器设计啊