设计过滤器
设计数字滤波器
描述
D= Designfilt（resp,名称、值)DigitalFilter.对象D，具有响应类型resp. 使用一组名称、值对。允许的规范集取决于响应类型，resp，并由以下各项的组合组成：
频率限制对应于滤波器表现出所需行为的频率。例子包括
'通带频率'和'截止频率'．(参见下面的完整列表名称-值对参数）必须始终指定频率约束。震级限制描述滤波器在特定频率范围内的行为。例子包括
'通带波纹'和'绷带脱垂'．(参见下面的完整列表名称-值对参数．)设计过滤器提供左下限制的幅度约束的默认值。在任意幅度设计中，您必须始终指定所需幅度的向量。'FilterOrder.'. 某些设计方法允许您指定顺序。其他的生产最小订单设计。也就是说，它们生成满足指定约束的最小过滤器。'设计方法'是用于设计滤波器的算法。示例包括约束最小二乘法(“cls”)和凯撒窗口(“kaiserwin”）。对于某些规范集，有多种设计方法可供选择。在其他情况下，您只能使用一种方法来满足所需的规格。设计选项是特定于给定设计方法的参数。例子包括
'窗'为了“窗口”方法与优化'砝码'用于任意大小等纹波设计。(参见下面的完整列表名称-值对参数．)设计过滤器为未指定的设计选项提供默认值。'SampleRate'为滤波器工作的频率。设计过滤器具有2 Hz的默认采样率。使用此值相当于使用标准化频率。
笔记
如果在命令行中指定了一组不完整或不一致的名称-值对，设计过滤器提议开设过滤器设计助理. 助手帮助您设计过滤器并粘贴校正后的MATLAB®命令行上的代码。
如果你打电话设计过滤器从一组不正确的规范的脚本或函数，设计过滤器发出带有链接的错误消息以打开过滤器设计助理。助手帮助您设计过滤器，注释掉函数或脚本中的错误代码，并将更正后的MATLAB代码粘贴到下一行。
使用
过滤器在形式上数据输出=过滤器（d，数据输入）用信号滤波器过滤信号DigitalFilter.,D.对于IIR过滤器过滤器函数使用直接的form II实现。使用FVTool想象
DigitalFilter.,D．类型
d、 系数求a的系数DigitalFilter.,D.对于IIR过滤器coefficients are expressed as second-order sections.看
DigitalFilter.有关可用于的筛选和分析功能的列表，请参见DigitalFilter.物体。
设计过滤器(允许您编辑现有的数字过滤器，D)D.它打开了一个过滤器设计助理填充过滤器的规格，然后您可以修改。这是您可以编辑的唯一方法DigitalFilter.对象。否则，其属性为只读。
例子
低通杉过滤器
设计一种通带频率归一化的最小阶低通FIR滤波器 rad/s，阻带频率 rad/s，通带纹波0.5 dB，阻带衰减65 dB。使用Kaiser窗口设计滤波器。可视化其幅度响应。使用它过滤随机数据向量。
lpFilt = designfilt (“lowpassfir”,“通带频率”, 0.25,...“阻带频率”, 0.35,'passbandropple',0.5,...“止损绷带”,65,“设计方法”,“kaiserwin”); fvtool（lpFilt）
dataIn =兰德(1000 1);dataOut =过滤器(lpFilt dataIn);
低通IIR滤波器
设计一个8阶低通IIR滤波器，通频带频率35 kHz，通带纹波0.2 dB。指定采样率为200khz。想象滤波器的幅值响应。
lpFilt = designfilt (“lowpassiir”,“过滤器订单”，8，...“通带频率”，35e3，'passbandropple'，0.2，...“SampleRate”，200e3）；fvtool（lpFilt）
使用您设计的过滤器过滤1000样本随机信号。
dataIn=randn（1000,1）；dataOut=filter（lpFilt，dataIn）；
输出滤波器系数，表示为二阶分段。
sos=滤波系数
求救=4×60.2666 0.5333 0.2666 1.0000 -0.8346 0.9073 0.1943 0.3886 0.1943 1.0000 -0.9586 0.7403 0.1012 0.2023 0.12 1.0000 -1.1912 0.5983 0.0318 0.0636 0.0318 0.090 0.03118 1.0000 -13811 0.5090
高通FIR滤波器
设计一种具有归一化阻带频率的最小阶高通FIR滤波器 rad/s，通带频率 rad/s，通带纹波0.5 dB，阻带衰减65 dB。使用Kaiser窗口设计滤波器。可视化其幅度响应。使用它过滤1000个随机数据样本。
hpFilt=设计过滤器(“highpassfir”,“阻带频率”, 0.25,...“通带频率”, 0.35,'passbandropple',0.5,...“止损绷带”,65,“设计方法”,“kaiserwin”）;fvtool (hpFilt)
dataIn=randn（1000,1）；dataOut=filter（hpFilt，dataIn）；
高通的IIR滤波器
使用订单8，通带频率75 kHz和通带纹波0.2 dB设计高通IIR滤波器。指定采样率为200khz。可视化过滤器的幅度响应。将过滤器应用于随机数据的1000样本矢量。
hpFilt=设计过滤器(“highpassiir”,“过滤器订单”，8，...“通带频率”，75e3，'passbandropple'，0.2，...“SampleRate”，200e3）；fvtool（hpFilt）
dataIn=randn（1000,1）；dataOut=filter（hpFilt，dataIn）；
带通滤波器
设计一个低截止频率500hz、高截止频率560hz的20阶带通FIR滤波器。采样频率为1500hz。想象滤波器的幅值响应。用它来过滤包含1000个样本的随机信号。
bpFilt=设计过滤器(“班德帕斯菲尔”,“过滤器订单”,20,...“CutoffFrequency1”,500,“CutoffFrequency2”,560,...“SampleRate”,1500); fvtool（bpFilt）
dataIn=randn（1000,1）；dataOut=filter（bpFilt，dataIn）；
输出滤波器系数。
b=过滤系数
B =1×21-0.0113 0.0067 0.0125 -0.0445 0.0504 0.0101 -0.1070 0.1407 -0.0464 -0.1127 0.1913 -0.1127 -0.0464 0.1407 -0.1070 0.0101 0.0504 -0.0445 0.0125 0.0067 -0.0113
带通IIR过滤器
设计一个20阶带通IIR滤波器，低3-dB频率为500 Hz，高3-dB频率为560 Hz。采样率为1500 Hz。可视化滤波器的频率响应。使用它过滤1000个采样的随机信号。
bpFilt=设计过滤器(“bandpassiir”,“过滤器订单”,20,...“HalfPowerFrequency1”,500,“HalfPowerFrequency2”,560,...“SampleRate”,1500); fvtool（bpFilt）
dataIn=randn（1000,1）；dataOut=filter（bpFilt，dataIn）；
带阻FIR滤波器
设计一种低截止频率500hz、高截止频率560hz的20阶带阻FIR滤波器。采样频率为1500hz。想象滤波器的幅值响应。使用它来过滤1000个随机数据样本。
bsFilt=设计过滤器(“bandstopfir”,“过滤器订单”,20,...“CutoffFrequency1”,500,“CutoffFrequency2”,560,...“SampleRate”, 1500);fvtool (bsFilt)
dataIn = randn (1000 1);dataOut =过滤器(bsFilt dataIn);
带阻IIR滤波器
设计一个20阶带阻IIR滤波器，低3-dB频率为500 Hz，高3-dB频率为560 Hz。采样率为1500 Hz。可视化滤波器的幅度响应。使用它过滤1000个随机数据样本。
bsFilt=设计过滤器(“bandstopiir”,“过滤器订单”,20,...“HalfPowerFrequency1”,500,“HalfPowerFrequency2”,560,...“SampleRate”, 1500);fvtool (bsFilt)
dataIn = randn (1000 1);dataOut =过滤器(bsFilt dataIn);
冷杉差异化
设计一个7阶全频带微分滤波器。显示其零相位响应。使用它来过滤1000个样本向量的随机数据。
dFilt=设计过滤器(“Differentiorfir”,“过滤器订单”7);fvtool (dFilt“震级显示”,“零相位”)
dataIn = randn (1000 1);dataOut =过滤器(dFilt dataIn);
FIR希尔伯特变换器
设计一个18阶希尔伯特变压器。的标准化过渡宽度 rad/s。以线性单位显示滤波器的幅度响应。使用它过滤随机数据的1000个样本向量。
hFilt = designfilt (“hilbertfir”,“过滤器订单”,18,“过渡宽度”,0.25); fvtool（hFilt，“震级显示”,“级”)
数据输入=随机数（1000,1）；数据输出=滤波器（hFilt，数据输入）；
任意幅度FIR滤波器
您收到的信号采样频率为1 kHz。设计一个滤波器，使频率停止在100 Hz和350 Hz之间，且频率大于400 Hz。指定滤波器阶数为60。可视化滤波器的频率响应。使用它来过滤1000个采样的随机信号。
mbFilt=设计过滤器(“阿玛格菲尔”,“过滤器订单”,60,...“频率”,0:50:500,“振幅”，[1 1 1 0 0 0 1 1 0 0]，...“SampleRate”,1000); fvtool（mbFilt）
dataIn=randn（1000,1）；dataOut=filter（mbFilt，dataIn）；
输入参数
resp—过滤器响应和类型
“lowpassfir”|“lowpassiir”|“highpassfir”|“highpassiir”|“班德帕斯菲尔”|“bandpassiir”|“bandstopfir”|“bandstopiir”|“Differentiorfir”|“hilbertfir”|“阿玛格菲尔”
筛选器响应和类型，指定为字符向量或字符串标量。单击resp展开允许的规范集表。
数据类型:字符|字符串
D—数字滤波器
DigitalFilter.对象
数字滤波器，指定为DigitalFilter.由生成的对象设计过滤器．使用此输入更改现有的规范DigitalFilter.．
名称-值对参数
指定可选的逗号分隔的字符对名称、值参数。名称是参数名称和价值是对应的值。名称必须出现在引号内。您可以按任意顺序指定多个名称和值对参数，如下所示：Name1, Value1,…,的家．
“滤波器顺序”，20，“截止频率”，0.4足以指定一个低通FIR滤波器。
并非所有的名称、值对是有效的。有效的组合取决于所需的滤波器响应以及设计的频率和幅值约束。
输出参数
更多关于
过滤器设计助理
如果指定的设计参数集不完整或不一致，设计过滤器提议开一个过滤器设计助手。
（在参数描述中resp有一个完整的所有可用响应类型的有效规范集列表。）
如果你打电话给助理，他会表现得不一样设计过滤器在命令行或脚本或函数中。
您将获得一个以2 kHz采样的信号。要求您设计一个低通FIR滤波器，以抑制高于650 Hz的频率分量。“截止频率”听起来像是规范参数的一个很好的候选者。在MATLAB命令行中，键入以下命令。
Fsamp=2e3；Fctff=650；dee=设计过滤器(“lowpassfir”,“截止频率”，fctff，...“SampleRate”，FSAMP）;
因为这个对话框出现在你的屏幕上，所以看起来有些不对劲。
你点击是的并获得一个新的对话框，该对话框提供生成代码的功能。您可以看到，您以前定义的变量已插入预期的位置。
在研究了提供的一些选项之后，您决定测试修正过的过滤器。你点击好啊并在命令行上获取以下代码。
dee = designfilt（“lowpassfir”,“过滤器订单”, 10,...“截止频率”，fctff，“SampleRate”，Fsamp）；
键入筛选器的名称将重复对话框中的信息。
迪
dee = digitalFilter with properties: Coefficients: [1x11 double] Specifications: FrequencyResponse: 'lowpass' ImpulseResponse: 'fir' SampleRate: 2000 FilterOrder: 10 CutoffFrequency: 650 DesignMethod: 'window' Use fvtool to visualize filter Use filter function to filter data . dee = digitalFilter with properties: Coefficients: [1x11 double] Specifications: FrequencyResponse: 'lowpass' ImpulseResponse: 'fir' SampleRate: 2000 FilterOrder: 10 CutoffFrequency: 650 DesignMethod: 'window' Use fvtool to visualize filter Use filter function to filter data . dee = digitalFilter with properties: Coefficients: [1x11 double
你调用FVTool然后得到一个迪的频率响应。
fvtool（dee）
这个界限看起来不是特别明显。大多数频率的响应都在40db以上。你还记得助手有一个设置“幅度限制”的选项，称为“阻带衰减”。通过打电话来打开助手设计过滤器以筛选器名称作为输入。
Designfilt（Dee）
单击震级限制下拉菜单，并选择通带纹波和阻带衰减．你可以看到设计方法已经改变了窗到冷杉约束最小二乘．衰减的默认值为60 dB，高于40.单击好啊并可视化生成的过滤器。
dee = designfilt（“lowpassfir”,“过滤器订单”, 10,...“截止频率”，fctff，...'passbandropple'1.“止损绷带”60，...“SampleRate”，Fsamp）；fvtool（dee）
截止值看起来仍然不明显。衰减确实是60分贝，但对于900赫兹以上的频率。
再次调用设计过滤器以您的过滤器作为输入。
Designfilt（Dee）
助手又出现了。
要缩小接受和拒绝频率之间的区别，请增加滤波器的阶数或更改频率限制从截止（6dB）频率到通带和阻带频率．如果你把滤镜的顺序从10改为50，你会得到一个更清晰的滤镜。
dee = designfilt（“lowpassfir”,“过滤器订单”, 50,...“截止频率”, 650,...'passbandropple'1.“止损绷带”60，...“SampleRate”, 2000);fvtool（dee）
一些实验表明，通过将通带和阻带频率分别设置为600 Hz和700 Hz，可以获得类似的滤波器。
dee = designfilt（“lowpassfir”,“通带频率”, 600,...“阻带频率”, 700,...'passbandropple'1.“止损绷带”60，...“SampleRate”, 2000);fvtool（dee）
您将获得一个以2 kHz采样的信号。要求您设计一个高通滤波器，使频率停止在700 Hz以下。你不关心信号的相位，你需要使用低阶滤波器。因此，IIR过滤器似乎足够了。您不确定什么样的过滤器顺序是最好的，所以您编写了一个函数，接受该顺序作为输入。打开MATLAB编辑器并创建文件。
作用dataOut=hipassfilt（N，dataIn）hpFilter=designfilt(“highpassiir”,“过滤器订单”N);dataOut =过滤器(hpFilter dataIn);终止
为了测试您的函数，创建一个由两个频率为500和800 Hz的正弦波组成的信号，并生成0.1 s的采样。作为一种初步猜测，五阶滤波器似乎是合理的。创建一个名为driveHPfilt.m．
%脚本driveHPfilt.mFsamp = 2 e3;Fsm = 500;光纤光栅= 800;t = 0:1 / Fsamp: 0.1;sgin =罪(2 *π* Fsm * t) +罪(2 *π*光纤光栅* t);订单= 5;sgout = hipassfilt(顺序,sgin);
当您在命令行运行脚本时，您将得到一条错误消息。
错误消息为您提供了打开助手以更正MATLAB代码的选项。点击点击这里在屏幕上显示过滤器设计助手。
您看到问题了:您没有指定频率约束。你还忘了设定抽样率。经过试验，您发现您可以指定频率单位作为赫兹,通带频率等于700 Hz，和输入Fs等于2000赫兹设计方法改变从巴特沃斯到切比雪夫Ⅰ型.你点击好啊并获得以下信息。
助手已正确识别您呼叫的文件设计过滤器点击是的接受改变。该函数具有校正的MATLAB代码。
作用dataIn dataOut = hipassfilt (N)%hpFilter=designfilt（'highpassiir'，'FilterOrder'，N）；hpfilter = designfilt（“highpassiir”,“过滤器订单”N...“通带频率”, 700,'passbandropple'1....“SampleRate”, 2000);dataOut =过滤器(hpFilter dataIn);终止
您现在可以使用不同的筛选顺序值运行脚本。根据您的设计约束，您可以更改规范集。
你可以设置设计过滤器永远不要提供过滤器设计助手。此操作设置了一个可以用setpref:
使用
SetPref（'dontshowmeagain'，'filterdesignaciabastant'，false）每次都要提供助理。使用此命令，您可以在已禁用后再次获取助手。使用
setpref（'dontshowmeagain'，'filterDesignAssistant'，true）要永久禁用助手，请执行以下操作。您也可以单击不再显示此消息在初始对话框中。
你可以设置设计过滤器总是不经询问就纠正错误的规格。此操作设置一个MATLAB首选项，可以使用setpref:
使用
setpref（'dontshowmeagain'，'filterdesignaciasaStantCodeCorrection'，false）拥有设计过滤器纠正您的MATLAB代码而无需确认。你也可以点击永远接受在确认对话框中。使用
setpref（'dontshowmeagain'，'filterdesignassistantdecorrection'，true）以确保设计过滤器仅当您确认需要更改时才更正MATLAB代码。使用此命令，您可以撤消单击的效果永远接受在确认对话框中。
另见
DigitalFilter.|双|fftfilt|filt2block|过滤器|过滤|Filtord.|firtype|弗里克|FVTool|群延迟|英普兹|impzlength|信息|伊萨尔帕斯|双倍|isfir|同相|ismaxphase|同相|伊辛格|不稳定|相时延|phasez|仅有一个的|党卫军|斯捷普茨|tf|零相位|zpk|数字系统零极点图
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