matlab里低通滤波器，Matlab低通滤波器设定与实践

很多朋友对matlab里低通滤波器，Matlab低通滤波器设定与实践不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

Matlab数字滤波器的设计实践FIR 1低通滤波器的设置

理想情况下，低通滤波器保持信号中低于额定截止频率 c的所有频率成分不变，拒绝高于c的所有成分，因为实现理想低通滤波器所需的脉冲响应是无限的，所以不可能设计理想的FIR低通滤波器。理想冲激响应的有限长度近似会导致滤波器通带(《c） 和阻带 （》C)出现纹波，通带和阻带之间的过渡带宽度会非零。

当用有限脉冲响应近似时，通带/阻带纹波和过渡带宽度都是不期望的，并且不可避免地偏离理想低通滤波器。下图说明了这些偏差：实际的FIR设计通常包括过渡带宽度、最大通带和阻带纹波不超过允许值的滤波器。除了这些设计设置，还必须选择滤波器阶数，这相当于选择截断脉冲响应的长度。

滤镜设计中的设计设置可以形象地比喻为下图所示的三角形，每个设置对应其中一个角度。三角形相当于选择设计设置时可用的自由度。由于角度之和为固定值，因此最多只能选择两个设定值。第三个设置将由特定的设计算法决定。另外，就像三角形中的角一样，如果我们把一个设置变大/变小，就会影响到另外一个或两个设置。

FIR滤波器很受欢迎，因为它们非常稳定，可以设计成线性相位滤波器。然而，这些滤波器可能仍然具有长的瞬态响应，并且在某些应用中计算成本可能很高。2最小阶FIR设计通过指定通带和阻带频率、通带纹波和阻带衰减，可以获得最小阶设计。然后，设计算法将选择满足设置的最小滤波器长度。

设计了一个最小阶低通FIR滤波器。其通带频率为0.37pi弧度/采样点，阻带频率为0.43pi弧度/采样点(所以过渡带宽度等于0.06*pi弧度/采样点)，通带纹波为1 dB，阻带衰减为30 dB。Fpass=0.37Fstop=0.43AP=1；Ast=30d=designfilt('lowpassfir '' PassbandFrequency 'Fpass .StopbandFrequency 'Fstop，' PassbandRipple 'Ap，' StopbandAttenuation 'Ast)；hfvt=Fv tool(d)；

您可以使用filterord函数来查询生成的筛选顺序。您可以使用filterord函数来查询生成的筛选顺序。N=filtord(d)N=39您可以使用info函数来获取有关用于设计滤波器的参数的信息。info(d)默认情况下，designfilt功能选择等纹波设计算法。线性相位等波纹滤波器是令人满意的，因为对于给定的阶数，该滤波器与理想滤波器之间的最大可能偏差是最小的。

然而，请注意，Kaiser窗口也可用于获得最小订单设计。即使凯泽窗法对相同的设置产生了较大的滤波器阶数，但当设计设置非常严格时，算法的计算成本较低，也不太可能出现收敛问题。如果应用需要非常窄的过渡带宽度或非常大的阻带衰减，这种情况可能会发生。Kaiser窗口方法用于设计具有上述相同设置的滤波器，并将其响应与等波纹滤波器的响应进行比较。

dk=designfilt('lowpassfir '' PassbandFrequency 'Fpass，阻带频率'Fstop，'通带波纹'Ap.“阻带衰减”、“Ast”、“设计方法”、“Kaiser win”)；addfilter(hfvt，dk)；图例(hfvt，”等波纹设计''凯泽窗设计)N=filtord(dk)N=523以赫兹为单位指定频率参数

如果知道滤波器的采样速率，可以指定采样速率和频率(单位为赫兹)。重新设计采样率为2 kHz的最小阶等纹波滤波器。Fpass=370Fstop=430AP=1；Ast=30Fs=2000d=designfilt('lowpassfir '' PassbandFrequency 'Fpass .StopbandFrequency 'Fstop，' PassbandRipple 'Ap .“阻带衰减”，Ast，“采样率”，Fs)；hfvt=Fv tool(d)；4固定顺序，固定过渡区宽度

固定阶数设计适合对计算负载敏感或对滤波器系数数量有限制的应用。一种选择是以控制通带纹波/阻带的衰减为代价来固定过渡带的宽度。假设一个30阶低通FIR滤波器，通带频率为370 Hz，阻带频率为430 Hz，采样速率为2 kHz。对于这组特定的设置，可以使用两种设计方法：等波纹法和最小二乘法。让我们为每种方法设计一个过滤器，并比较结果。N=30Fpass=370Fstop=430Fs=2000

当omitteddeq=设计滤波器(' lowpassfir '' FilterOrder 'N，' PassbandFrequency 'Fpass，StopbandFrequency 'Fstop，' SampleRate 'Fs)；dls=designfilt('lowpassfir '' FilterOrder 'N，' PassbandFrequency 'Fpass，StopbandFrequency 'Fstop，' SampleRate 'Fs，' DesignMethod '' ls ')；hfvt=Fv tool(DLS德克)；

legend(hfvt、“等纹波设计”、“最小二乘设计”)等纹波滤波器非常适合必须满足特定容差的应用，例如设计具有给定最小阻带衰减或给定最大通带纹波的滤波器。另一方面，如果我们希望使通带/阻带(理想滤波器和实际滤波器之间)的误差能量最小，这些设计可能并不理想。如果想尽可能降低某个频段的信号能量，请使用最小二乘设计。

在上面的例子中，设计的滤波器在通带和阻带具有相同的纹波。我们可以使用权重来减少其中一个频带中的纹波，同时保持滤波器阶数固定。例如，如果您希望阻带纹波是通带纹波的十分之一，则阻带的权重必须是通带权重的十倍。根据以上情况，重新设计了等纹波滤波器。dekw=design filt(' lowpassfir '' FilterOrder 'N，' PassbandFrequency 'Fpass，

StopbandFrequency 'Fstop，' SampleRate 'Fs，PassbandWeight '1，' StopbandWeight '10)；hfvt=fvtool(deq，dekw)；图例(hfvt，'等波纹设计''带加权阻带的等波纹设计')5滤波器阶数和截止频率固定的固定阶数和截止频率滤波器，可以用窗口设计法设计。可以使用不同的窗口来控制阻带衰减，同时保持滤波器的阶数不变。

For example, suppose there is a 100-order low-pass fir filter with a cutoff frequency of 60 Hz and a sampling rate of 1 kHz. Compare the design d hamming=design filter ('low pass fir'' FilterOrder' 100,' CutoffFrequency' 60,' SampleRate' 1000,' Window'' hamming') generated by using weighted average window and Chebyshev (physicist) window with sidelobe attenuation of 90 dB; dchebwin=design filt(' lowpassfir '' FilterOrder '100，' CutoffFrequency '60，

SampleRate '1000，' Window '{'chebwin '90 })；hfvt=fvtool(dhamming，dchebwin)；图例(hfvt，'汉明窗''切比雪夫窗')可以用其他方式指定一个固定阶数的滤波器：固定截止频率，通带纹波和阻带衰减；固定过渡区宽度；和固定的半功率(3dB)频率。

以上知识分享希望能够帮助到大家！