MATLAB 中的低通滤波器
本文将讨论使用 lowpass()
函数在 Matlab 中设计和过滤信号。
在 MATLAB 中使用 lowpass()
函数设计和过滤信号
低通滤波器用于从包含多个频率的信号中滤除低频信号。
例如,如果我们有一个包含两个不同频率信号的信号,我们想要过滤低频信号。我们可以使用低通滤波器来做到这一点,它只允许输入信号中的低频分量并阻止高频信号。
在 MATLAB 中,我们可以使用内置函数 lowpass()
来过滤信号。
我们必须在 lowpass()
函数中传递输入信号、通带频率和输入信号的采样频率。输入信号应该是单或双类型的向量或矩阵。
通带频率应在采样频率的 0 到一半之间。采样率应该是一个正实数标量。
例如,让我们创建一个信号,添加一些随机噪声,然后使用 lowpass()
函数对其进行过滤。请参阅下面的代码。
clc
clear
freqS = 1e3;
time = 0:1/freqS:1;
signal = [1 2]*sin(2*pi*[50 250]'.*time) + randn(size(time))/10;
lowpass(signal,150,freqS)
输出:
蓝色信号是输出中的输入信号,另一个是过滤后的信号。
如上图所示,低频信号被过滤掉了。你还可以检查功率谱图以检查信号被过滤的通带频率。
你可以使用上述代码从音乐信号中过滤高频噪声或音调。你还可以将 lowpass()
函数的输出保存在一个变量中,但你必须单独绘制它。
如果我们不指定任何输出,lowpass()
函数将在同一图上绘制原始信号和滤波后的信号以及它们的频域图。我们可以设置 lowpass()
函数的其他属性,如阻带衰减、低通滤波器陡度和滤波器的脉冲响应类型。
我们还可以使用 lowpass()
函数从时间表中过滤数据。lowpass()
函数过滤时间表中的所有变量以及每个变量内的所有列。
默认情况下,lowpass()
函数将使用任何脉冲响应。尽管如此,我们可以通过传递字符串 fir 或通过使用属性 ImpulseResponse
在 lowpass()
函数中传递字符串 iir
将其更改为有限脉冲响应。
默认陡度值为 0.85,但我们可以使用属性 steepness
将其设置为 0.5 到 1 区间内的任何值。默认阻带衰减为 60,但我们可以使用属性 StopbandAttenuation
以 dB 为单位更改任何正标量。
要更改属性,我们必须通过其名称传递其值,例如 lowpass(....,'StopbandAttenuation', 60)
。
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