主要内容

高通滤波

高通滤波器的信号

描述

y=高通滤波(xwpass过滤输入信号x使用归一化通带频率的高通滤波器wpass单位为πrad /样品。高通滤波使用最小阶滤波器,阻带衰减为60 dB,并补偿滤波器引入的延迟。如果x是一个矩阵,函数独立地过滤每一列。

例子

y=高通滤波(x成就fs指定x采样率为fs赫兹。成就是滤波器的通带频率,单位为赫兹。

y=高通滤波(xt成就highpass-在时间表中过滤数据xt使用通带频率为的滤波器成就赫兹。该函数独立地过滤时间表中的所有变量和每个变量中的所有列。

例子

y=高通滤波(___名称=值使用名称-值参数为前面的任何语法指定附加选项。你可以改变阻带衰减高通滤波器陡峭度,以及滤波器的脉冲响应类型。

例子

yd= highpass()___也返回digitalFilter对象d用于过滤输入。

高通滤波(___在没有输出参数的情况下,绘制输入信号并覆盖过滤后的信号。

例子

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创建一个以1khz采样1秒的信号。该信号包含两个音调,一个是50 Hz,另一个是250 Hz,嵌入方差为1/100的高斯白噪声中。高频音的振幅是低频音的两倍。

Fs = 1e3;T = 0:1/fs:1;x = [1 - 2] * sin(2 *π*[250]“。* t) + randn(大小(t)) / 10;

对信号进行高通滤波,去除低频音。指定150hz的通频带频率。显示原始和滤波信号,以及它们的频谱。

高通滤波(x, 150 fs)

图中包含2个轴对象。标题为Highpass Filtering (Fpass = 150hz), xlabel Time (s)的轴对象1包含2个类型为line的对象。这些对象代表Original, Filtered。轴对象2带有xlabel Frequency (Hz), ylabel Power Spectrum (dB)包含2个类型为line的对象。这些对象代表Original, Filtered。

实现一个基本的数字音乐合成器,并使用它来播放传统歌曲。指定采样率为2khz。画出这首歌的谱图。

Fs = 2e3;T = 0:1/fs:0.3-1/fs;fq = [-Inf -9:2]/12;注意= @ (f, g) (1 1 1) * sin(2 *π* 440 * 2。^ [fq (g) 1 fq (g) fq (f) + 1]”。* t);MEL = [5 3 1 3 5 5 5 5 0 3 3 0 5 8 8 0 5 3 1 3 5 5 5 5 5 5 3 3 5 1]+1;Acc = [5 0 0 0 0 0 0 5 5 0 0 3 3 0 0 0 8 8 0 0 0 5 5 0 0 3 3 0 0 1]+1;歌曲= [];Kj = 1:length(mel) song = [song note(mel(Kj),acc(Kj)) 0 (1,0.01*fs)];结束Song = Song /(max(abs(Song))+0.1);%要听,输入sound(song,fs)pspectrum(宋、fs、“声谱图”TimeResolution = 0.31,OverlapPercent = 0, MinThreshold = -60)

图包含一个轴对象。标题为Fres = 8.2798 Hz, Tres = 310 ms, xlabel Time (s), ylabel Frequency (kHz)的axes对象包含一个类型为image的对象。

高通滤波信号从伴奏中分离旋律。指定450hz的通频带频率。在时域和频域中绘制原始信号和滤波信号。

Hong = highpass(song,450,fs);要听,请输入声音(hong,fs)高通滤波(歌曲,450年,fs)

图中包含2个轴对象。标题为Highpass Filtering (Fpass = 450 Hz), xlabel Time (s)的轴对象1包含2个类型为line的对象。这些对象代表Original, Filtered。具有xlabel Frequency (kHz), ylabel Power Spectrum (dB)的轴对象2包含2个line类型的对象。这些对象代表Original, Filtered。

画出旋律的谱图。

图pspectrum(香港、fs、“声谱图”TimeResolution = 0.31,OverlapPercent = 0, MinThreshold = -60)

图包含一个轴对象。标题为Fres = 8.2798 Hz, Tres = 310 ms, xlabel Time (s), ylabel Frequency (kHz)的axes对象包含一个类型为image的对象。

滤波白噪声采样在1千赫使用无限脉冲响应高通滤波器与200赫兹的通频带频率。使用不同的陡度值。绘制滤波信号的频谱图。

Fs = 1000;X = randn(20000,1);[y1,d1] = highpass(x,200,fs,脉冲响应“信息检索”、陡度= 0.5);[y2,d2] = highpass(x,200,fs,脉冲响应=。“信息检索”、陡度= 0.8);[y3,d3] = highpass(x,200,fs,脉冲响应=。“信息检索”、陡度= 0.95);Pspectrum ([y1 y2 y3],fs)"陡度= "+ [0.5 0.8 0.95])

图包含一个轴对象。标题为Fres = 976.801 mHz, xlabel Frequency (Hz), ylabel Power Spectrum (dB)的axes对象包含3个类型为line的对象。这些对象表示陡度= 0.5,陡度= 0.8,陡度= 0.95。

计算并绘制滤波器的频率响应。

[h1,f] = freqz(d1,1024,fs);[h2,~] = freqz(d2,1024,fs);[h3,~] = freqz(d3,1024,fs);Plot (f,mag2db(abs([h1 h2 h3]))))"陡度= "+ [0.5 0.8 0.95]) ylim([-130 10])

图包含一个轴对象。axis对象包含3个类型为line的对象。这些对象表示陡度= 0.5,陡度= 0.8,陡度= 0.95。

输入参数

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输入信号,指定为矢量或矩阵。

例子:罪(2 *π* (0:127)/ 16)+ randn (1128) / 100指定一个带噪声的正弦波

例子:[2 1]。* sin(2 *π*(0:127)”。/ [64])指定双通道正弦波。

数据类型:|
复数支持:金宝app是的

归一化通频带频率,在间隔中指定为标量(0,1)

通频带频率,在间隔中指定为标量(0,fs/2)

采样率,指定为正实标量。

输入时间表。xt必须包含递增的、有限的和等距的行时间类型持续时间在几秒钟内。

如果时间表中缺少或重复的时间点,您可以使用提示来修复它清除时间表中缺少、重复或不一致的时间

例子:时间表(秒(0:4)”,randn(5、1),randn (2))包含一个单通道随机信号和一个双通道随机信号,以1hz采样4秒。

例子:时间表(randn(5、1)randn (5, 2), SampleRate = 1)包含一个单通道随机信号和一个双通道随机信号,以1hz采样4秒。

名称-值参数

指定可选的参数对为Name1 = Value1,…,以=家,在那里名字是参数名和吗价值是对应的值。名称-值参数必须出现在其他参数之后,但对的顺序无关紧要。

例子:ImpulseResponse =“信息检索”,StopbandAttenuation = 30使用最小阶IIR滤波器对输入进行滤波,该滤波器可衰减低于的频率成就降低30分贝。

在R2021a之前,使用逗号分隔每个名称和值,并将其括起来名字在报价。

例子:“ImpulseResponse”、“信息检索”,“StopbandAttenuation”,30岁使用最小阶IIR滤波器对输入进行滤波,该滤波器可衰减低于的频率成就降低30分贝。

滤波器的脉冲响应类型,指定为“杉”“信息检索”,或“汽车”

  • “杉”-该函数设计了一个最小阶,线性相位,有限脉冲响应(FIR)滤波器。为了补偿延迟,该函数附加到输入信号上N/2个零,其中N是过滤器的顺序。该函数然后过滤信号并去除第一个信号N/2个输出样本。

    在这种情况下,输入信号必须至少是符合规格的滤波器的两倍长。

  • “信息检索”-该函数设计了一个最小阶无限脉冲响应(IIR)滤波器,并使用filtfilt函数执行零相位滤波和补偿滤波器延迟。

    如果信号长度小于满足规格的滤波器长度的至少三倍,则该函数设计一个阶数较小的滤波器,从而减小陡度。

  • “汽车”-如果输入信号足够长,则设计最小阶FIR滤波器,否则设计最小阶IIR滤波器。具体来说,该函数遵循以下步骤:

    • 计算FIR滤波器必须满足规格的最小阶数。如果信号至少是所需滤波器阶数的两倍,则设计并使用该滤波器。

    • 如果信号不够长,计算IIR滤波器必须满足规格的最小阶数。如果信号至少是所需滤波器阶数的三倍,则设计并使用该滤波器。

    • 如果信号不够长,将其截断为信号长度的三分之一,并设计该阶的IIR滤波器。阶数的降低是以牺牲过渡带的陡度为代价的。

    • 滤波信号并补偿延迟。

过渡带陡度,在间隔中指定为标量(0.5, 1)。随着陡度的增加,滤波器响应接近理想高通响应,但滤波器长度和滤波运算的计算量也随之增加。看到高通滤波器陡峭度了解更多信息。

滤波器阻带衰减,以dB为单位指定为正标量。

输出参数

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滤波后的信号,作为与输入相同尺寸的矢量、矩阵或时间表返回。

在过滤操作中使用的高通滤波器,返回为digitalFilter对象。

  • 使用过滤器(d, x)过滤一个信号x使用d。不像高通滤波,过滤器函数不补偿滤波器延迟。你也可以用filtfiltfftfilt功能与digitalFilter对象。

  • 使用FVTool来可视化过滤器的响应。

  • 使用designfilt根据频率响应规范编辑或生成数字滤波器。

更多关于

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高通滤波器陡峭度

陡度参数控制过滤器过渡区域的宽度。陡度越低,过渡区域越宽。陡度越大,过渡区越窄。

要解释过滤器的陡峭度,请考虑以下定义:

  • 奈奎斯特频率f尼奎斯特是可以在给定速率下采样而不出现混叠的信号的最高频率分量。f尼奎斯特是1 (x)πRad /sample),当输入信号没有时间信息时fs/2赫兹,当输入信号是一个时间表或当你指定采样率。

  • 阻带频率对于过滤器,f停止,在此频率以下,衰减等于或大于使用StopbandAttenuation

  • 过渡宽度对于过滤器,W,是成就- - - - - -f停止,在那里成就是指定的通带频率

  • 大多数非理想滤波器也在整个通带上衰减输入信号。这种频率相关衰减的最大值称为通带纹波。使用的每个过滤器高通滤波具有0.1 dB的通带纹波。

频率响应的奈奎斯特,通带和阻带频率的高通滤波器,过渡宽度,阻带衰减,和通带纹波

当你指定一个值时,年代,因为陡度,该函数计算过渡宽度为

W= (1 -)年代成就

  • 陡度等于0.5,过渡宽度是成就

  • 作为陡度接近1时,过渡宽度逐渐变窄,直到达到最小值的1%成就

  • 的默认值。陡度等于0.85,对应的过渡宽度是成就

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在R2018a中引入