移动平均滤波器与FIR滤波器有什么不同?MATLAB和Simu金宝applink - MathWorks澳大利亚gydF4y2Ba

移动平均滤波器与FIR滤波器有什么不同?gydF4y2Ba

移动平均滤波器是常规FIR滤波器的一种特殊情况。两个滤波器都有有限的脉冲响应。移动平均滤波器使用一系列缩放的1作为系数，而FIR滤波器系数是根据滤波器规格设计的。它们通常不是1的序列。gydF4y2Ba

流数据的移动平均是用一个有限滑动窗口计算的:gydF4y2Ba

$米gydF4y2Ba ogydF4y2Ba vgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba vgydF4y2Ba ggydF4y2Ba ＝gydF4y2Ba \frac{xgydF4y2Ba ［gydF4y2Ba ngydF4y2Ba ］gydF4y2Ba +gydF4y2Ba xgydF4y2Ba ［gydF4y2Ba ngydF4y2Ba -gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ］gydF4y2Ba +gydF4y2Ba .．.gydF4y2Ba +gydF4y2Ba xgydF4y2Ba ［gydF4y2Ba ngydF4y2Ba -gydF4y2Ba NgydF4y2Ba ］gydF4y2Ba}{NgydF4y2Ba +gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba}$

NgydF4y2Ba+ 1是过滤器的长度。该算法是正则FIR滤波器的一种特殊情况，其系数向量为[gydF4y2BabgydF4y2Ba_0gydF4y2Ba，gydF4y2BabgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba、……gydF4y2BabgydF4y2Ba_NgydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

$FgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba RgydF4y2Ba OgydF4y2Ba ugydF4y2Ba tgydF4y2Ba pgydF4y2Ba ugydF4y2Ba tgydF4y2Ba ＝gydF4y2Ba {bgydF4y2Ba}_{0gydF4y2Ba} xgydF4y2Ba ［gydF4y2Ba ngydF4y2Ba ］gydF4y2Ba +gydF4y2Ba {bgydF4y2Ba}_{1gydF4y2Ba} xgydF4y2Ba ［gydF4y2Ba ngydF4y2Ba -gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ］gydF4y2Ba +gydF4y2Ba .．.gydF4y2Ba +gydF4y2Ba {bgydF4y2Ba}_{NgydF4y2Ba} xgydF4y2Ba ［gydF4y2Ba ngydF4y2Ba -gydF4y2Ba NgydF4y2Ba ］gydF4y2Ba$

为了计算输出，常规FIR滤波器将每个数据样本与[gydF4y2BabgydF4y2Ba_0gydF4y2Ba，gydF4y2BabgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba、……gydF4y2BabgydF4y2Ba_NgydF4y2Ba向量并添加结果。移动平均过滤器不使用任何乘数。该算法将所有数据样本相加，并将结果与gydF4y2Ba1 /gydF4y2BafilterLengthgydF4y2Ba．gydF4y2Ba

移动平均滤波器和FIR滤波器的频率响应gydF4y2Ba

打开实时脚本gydF4y2Ba

比较移动平均滤波器的频率响应与常规FIR滤波器的频率响应。将常规FIR滤波器的系数设置为按比例缩放的1的序列。缩放因子为1/|filterLength|。gydF4y2Ba

创建一个gydF4y2Badsp。F我RFilter系统对象™，并设置其系数为1/40。要计算移动平均线，请创建一个gydF4y2Badsp。MovingAveragegydF4y2Ba长度为40的滑动窗口的系统对象。两个滤波器都有相同的系数。输入为均值为0，标准差为1的高斯白噪声。gydF4y2Ba

Filter = dsp。FIRFilter (gydF4y2Ba“分子”gydF4y2Ba的(40)/ 40);mvgAvg = dsp.MovingAverage(40);Input = randn(1024,1);filterOutput = filter(input);mvgAvgOutput = mvgAvg(输入);gydF4y2Ba

使用fvtool可视化两个滤波器的频率响应。gydF4y2Ba

hfvt = fvtool(filterOutput,1,mvgAvgOutput,1);传奇(hfvtgydF4y2Ba数字滤波器的gydF4y2Ba，gydF4y2Ba“移动平均滤波器”gydF4y2Ba）;gydF4y2Ba

图幅度响应(dB)包含一个轴对象。标题为Magnitude Response (dB)的axis对象包含2个类型为line的对象。这些对象代表FIR滤波器，移动平均滤波器。gydF4y2Ba

频率响应完全匹配，证明了移动平均滤波器是FIR滤波器的一种特殊情况。gydF4y2Ba

为了便于比较，请查看无噪声滤波器的频率响应。gydF4y2Ba

fvtool(过滤器);gydF4y2Ba

图幅度响应(dB)包含一个轴对象。标题为Magnitude Response (dB)的axes对象包含一个类型为line的对象。gydF4y2Ba

将滤波器的频率响应与理想滤波器的频率响应进行比较。你可以看到通带中的主波瓣不是平坦的，而阻带中的波纹是没有约束的。移动平均滤波器的频率响应与理想滤波器的频率响应不匹配。gydF4y2Ba

为了实现一个理想的FIR滤波器，将滤波器系数改为一个不是按比例缩放的1序列的向量。滤波器的频率响应发生变化，趋向于向理想滤波器响应移动。gydF4y2Ba

根据预定义的滤波器规格设计滤波器系数。例如，设计一个等纹波FIR滤波器，其归一化截止频率为0.1，通带纹波为0.5，阻带衰减为40 dB。使用gydF4y2Bafdesign.lowpassgydF4y2Ba来定义筛选器规范和gydF4y2Ba设计gydF4y2Ba方法来设计滤波器。gydF4y2Ba

FIReq = fdesign.lowpass(gydF4y2Ba“N, Fc,美联社,Ast”gydF4y2Ba现年40岁的0.1,0.5,40);filterCoeff =设计(FIReq，gydF4y2Ba“equiripple”gydF4y2Ba，gydF4y2Ba“SystemObject”gydF4y2Ba,真正的);fvtool (filterCoeff)gydF4y2Ba

图幅度响应(dB)包含一个轴对象。标题为Magnitude Response (dB)的axis对象包含2个类型为line的对象。gydF4y2Ba

滤波器在通带中的响应几乎是平坦的(类似于理想响应)，阻带具有约束的等波纹。gydF4y2Ba

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移动平均滤波器和FIR滤波器的频率响应gydF4y2Ba

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