用MATLAB設計FIR濾波器
- 濾波器
- 濾波器定義
- 濾波器種類
- 濾波器設計
- 濾波器設計要求
- Matlab程式設計濾波器
- 利用Matlab工具箱設計濾波器
- 總結
濾波器
濾波器定義
“濾波器(filter),是一種用來消除干擾雜訊的器件,將輸入或輸出經過過濾而得到純凈的直流電，對特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除的電路,就是濾波器,其功能就是得到一個特定頻率或消除一個特定頻率，”
濾波器種類
濾波器按照頻率來分類，可分為高通、低通、帶通、帶阻以及全通濾波器，根據所需選擇合適濾波器，
濾波器設計
濾波器的設計方法可分為兩大類，一類是IIR，另一類是FIR，對于FIR的設計，一般可以采用等波紋以及窗的方法，
濾波器設計要求
采樣頻率50khz，帶通濾波器，通帶15KHz，阻帶20KHz，阻帶衰減50dB，用凱撒窗設計帶通濾波器，
Matlab程式設計濾波器
首先在Matlab中設定所需引數：
fs = 50000;
T = 1/fs;
L = 4000;
t = (0:L-1)*T;
然后從r32檔案中讀取信號資料：
filename=['檔案路徑'];
fid=fopen(filename,'r');
Na=4000;
dat=fread(fid,[32,Na],'float');
data=dat(1,:); %data即為所匯入信號
繪制信號時域圖：
plot(t,data)
得到：
再對其進行FFT：
NFFT = 2^nextpow2(L);
Y = fft(data,NFFT)/L;
f=fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1);
figure
plot(f,2*abs(Y(1:NFFT/2+1)))
title('Single-sided Amplitude Spectrum of y(t)')
xlabel('Frequency(Hz)')
ylabel('|Y(f)|')
得到：
設計濾波器：
fs = 50000;
f = [13000 15000 20000 22000];
dev = [0.01 0.02 0.01];
a = [0 1 0];
[n,wn,beta,ftype] = kaiserord(f,a,dev,fs);
b = fir1(n,wn,'bandpass');
freqz(b)
得到濾波器的幅值相位圖：
所設計濾波器的分子系數存于b中，使所給信號通過所設計的濾波器，所用程式如下：
d=filter(b,1,data);
plot(t,d)
得到濾波后的信號時域圖：
對其進行FFT：
Y _af= fft(d,NFFT)/L;
f_af=fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1);
figure
plot(f_af,2*abs(Y_af(1:NFFT/2+1)))
xlabel('Frequency(Hz)')
得到：
利用Matlab工具箱設計濾波器
另外，還有一種更加快捷的設計方法，即使用Matlab自帶的工具箱filterDesigner來設計濾波器：
在Matlab的命令列視窗中輸入filterDesigner，得到如下視窗：
通過選擇設定，可以得到濾波器的系數，以本題為例：
其系數如下：
可對其到處頭檔案，進行資料處理，
總結
本人對于數字信號處理這門課的學習比較沖忙，對于很多知識點都是比較模糊，希望在后續所需時能夠進一步的加深理解，
在FIR濾波器設計的程序中，遇到一個比較困惑的點是，根據其他的案例，濾波器系數是包含分子系數以及分母系數，但本例產生的濾波器僅含分母系數，比較困惑，請大佬們指教！
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