2022年matlab方案设计书数字滤波器.docx

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1、精品学习资源封面欢迎下载精品学习资源作者： PanHongliang仅供个人学习如何能得知 FIR 的系数呢？假如是一些没有特殊要求的平滑（低通）滤波的场合，可以简洁地接受平均值滤波的方法，所谓平均值滤波，即各个系数相等；设平均值滤波器欢迎下载精品学习资源的阶数是 N，就可以取 bn=1/N；实际使用时，只要每个系数相等即可，不必确定等于 1/N ；假如面对一些对通频带、截止频率、阶数有特殊要求的场合，有两种方法，一种是根据系数运算步骤（可参考Fundamentals of Digital Signal Processing, Joyce Van de Vegte），二是用Matlab 的 F

2、datool 工具进行滤波器设计；选择其次种方法明显的有优越性；关于fdatool的使用， Matlab 有供应详细的指导，在 Matlab 命令行输入 help fdatool，再点入doc fdatool即可查看； help fdatoolFDATOOL Filter Design & Analysis Tool.FDATOOL launches the Filter Design & Analysis Tool FDATool.FDATool is a Graphical User Interface GUI that allows you todesign or import, and

3、 analyze digital FIR and IIR filters.If the Filter Design Toolbox is installed, FDATool seamlessly欢迎下载精品学习资源integrates advanced filter design methods and the ability toquantize filters.See also FVTOOL, SPTOOL. doc fdatoolToolbox 下的 Filter Design图 1 Fdatool设计滤波器图 2 冲激响应欢迎下载精品学习资源图 3滤波器系数这些系数是按下 Desig

4、n Filter后自动生成的；对于FIR ， 它只有 Numerator ，即分子；这些系数表示的就是这个滤波器的系统函数的分子中各项的系数，也就是差分方程里面 的 b 系数；这些系数可以导出成C 语言的头文件，这需要按下菜单栏的 Targets ，选择 Generate C header ，然后弹出如下窗口，作出相应的选择后按下 Generate 即可，生成的头文件中的系数可以以常系数数组的方式烧入 DSP处理器的 Flash 中；图 4 生成 C 头文件数字滤波器的 Matlab 实现数字滤波器在音频处理领域也显示出相当的作用，最直观的一个例子是数字音频成效器；比如要用数字的方式产生延时成

5、效，其原理框图如下：图 5 延时系统它的表达式是：欢迎下载精品学习资源yn=G2*xn+G1*cn cn=xn-k+G3*cn-k用对 G1、G2、G3分别赋值 0.8 、0.8 和 0.8 后，用 Matlab的绘图功能画出其幅频和相频响应如下：图 6 延时系统额频率响应其中蓝色部分是幅频响应，绿色部分是相频响应，可见梳状滤波器的特点是幅频响应是一个个尖峰；在时域里，梳状滤波器对音频的作用是产生延时成效，如下图所示；图 7对音频 ding.wav延时处理的结果在延时器的基础上，可以构建混响器；混响系统是由四个梳状滤波器并联后再串联一个全通滤波器构成的，G1和 G2同样是衰减系数；事实上，混响

6、成效系统可以并联更加多的梳状滤波器；梳状滤波器的延时参数设置是比较讲究 的，由于假如延时参数太大，回声会太过分散（回声密度欢迎下载精品学习资源太小）从而会听出分立的回声的成效，影响了混响系统的平滑性；延时参数太小的话，梳状滤波器频率响应的尖锋就比较分散（象回声成效的第一个图），会产生一些比较难听的高音；图 9 混响系统所以延时参数的选择最好是在30 到 40ms 左右，详细的值要依据采样频率而定，并且每个梳状滤波器的延时参数必须是不行公约的，由于假如参数可以公约，频率响应的尖峰会相互抵消一部分从而影响混响系统的质量；全通滤波器的幅频响应是恒定值但相频响应不是线性的相位响应；所以信号经过全通滤波

7、器各频率的相对相位会发生确定转变，在时域里产生一种涂抹的成效；下面是实现混响成效的程序片段，由于混响成效的运算量比较大，所以必需用 FFT 方法才能使运算在比较短的时间里面完成；欢迎下载精品学习资源以下是 Matlab 实现混响系统的程序片段，大家要留意Matlab 用于构建滤波器的函数dfilt、产生单位脉冲响应的函数 impz 、用于快速傅里叶变换的函数fft和用于快速傅里叶反变换的函数ifft，它们的详细用法可以查看 Matlab 帮忙文档，里面有特殊详细的描述；%Reverb Effecthd_1=dfilt.df1b1,a1；%four comb filters hd_2=dfilt

8、.df1b2,a2；hd_3=dfilt.df1b3,a3；hd_4=dfilt.df1b4,a4；hd_5=dfilt.allpassc；hd_comb=dfilt.parallelhd_1,hd_2,hd_3,hd_4；%hd is the Reverb filter. pay attention that it isparallel hd=dfilt.cascadehd_comb,hd_5；imp_res=impzhd,length_input；%impule response ofhdimp_res=imp_res；欢迎下载精品学习资源%act fft to the hd and th

9、e input, times them and inverse fftfr_hd=fftdecay_wet*imp_res,length_input；if channel=1% mono sound fr_input=fftdecay_dry*x,length_input；fr_output=fr_hd.*fr_input；z=ifftfr_output,length_input；elseif channel=2 % stereo sound fr_hd2,:=fr_hd；fr_input=fftdecay_dry*x,length_input,2；fr_output=fr_hd.*fr_in

10、put；z=ifftfr_output,length_input,2；end下面是梳状滤波器延时量100 左右的混响系统频率响应：欢迎下载精品学习资源图 10 混响系统频率响应下面是音频信号混响前和混响后的对比图图 11 对 Reverb_effect.wav的混响处理版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理；版权为潘宏亮个人全部This article includes some parts, including text,pictures, and design. Copyright is Pan Hongliangs personalownership.用户可将本文

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