包络提取 如何提取信号的包络。 创建双边带振幅调制信号。载波频率为1kHz。调制频率为50Hz。调制深度为100%。采样率为10kHz。 t=0:1e-4:0.1; x=(1+cos(2pi50t)).cos(2pi1000t); plot(t,x) xlim([00.04]) 使用 hilbert 函数提取包络。包络是由 hilbert 计算的解析信号的幅值。绘制包络和原始信号。将 plot 函数的名称-值对组参数存储在元胞数组中，供以后使用。分析信号的幅值捕获信号的缓慢变化特性，而相位包含高频信息。 y=hilbert...

测量均值频率、功率、带宽 生成以1024kHz采样的啁啾信号的1024个采样点。啁啾信号的初始频率为50kHz，采样结束时达到100kHz。添加高斯白噪声，使信噪比为40dB。 nSamp=1024; Fs=1024e3; SNR=40; t=(0:nSamp-1)'/Fs; x=chirp(t,50e3,nSamp/Fs,100e3); x=x+randn(size(x))std(x)/db2mag(SNR); 估计信号的99%占用带宽，并在功率频谱密度(PSD)图上进行标注。 obw(x,Fs); 计算频带中的功率，并验证它是否占总数的99%。 [bw,flo,fhi,p...

离散傅里叶变换      离散傅里叶变换（即DFT）是数字信号处理的首要工具。该产品的基础是快速傅里叶变换(FFT)，这是一种可减少执行时间的DFT计算方法。许多工具箱函数（包括 Z 域频率响应、频谱和倒频谱分析，以及一些滤波器设计和实现函数）都支持FFT。     MATLAB®环境提供 fft 和 ifft 函数，分别用于计算离散傅里叶变换及其逆变换。对于输入序列 x 及其变换版本 X（围绕单位圆的等间距频率的...

离散时间系统模型     离散时间系统模型是表示数字滤波器的方案。MATLAB® 科学计算环境支持若干种离散时间系统模型，这些模型将在以下章节中介绍： 传递函数 零极点增益 状态空间 部分分式展开式（残差形式） 二阶节(SOS) 格型结构体 卷积矩阵 传递函数    传递函数是数字滤波器的一种基本Z域表示，它将滤波器表示为两个多项式的比值。它是此工具箱的主要离散时间模型。数字滤波器的差分方程的Z变换的传递函数模型说明如下     此处，常量b(i)和a(i)是滤波器系...

频谱测量 通道功率、带宽、均值频率、中位数频率、谐波失真。 使用 obw 和 powerbw 查找信号的90%占用带宽和3-dB带宽。计算功率谱的均值或中位数频率。估计给定频带上的功率。测量谐波失真。估计瞬时带宽、瞬时频率、频谱熵和谱峭度。 函数 功率和带宽 bandpower Bandpower enbw Equivalentnoisebandwidth instbw Estimateinstantaneousbandwidth （自R2021a起） instfreq Estimateinstantaneousfr...

数字滤波器分析---零极点分析 zplane 函数绘制线性系统的极点和零点。 例如，在-1/2处为零且在 0.9e−j2π0.3 和 0.9ej2π0.3 处有一对复极点的简单滤波器为 zer=-0.5; pol=0.9exp(j2pi[-0.30.3]'); 要查看该滤波器的零极点图，您可以使用 zplane。当系统是零极点形式时，请提供列向量参数。 zplane(zer,pol) 要访问更多工具，请使用 fvtool。首先将极点和零点转换为传递函数形式，然后调用 fvtool。 [b,a]...

补偿FIR滤波器引入的延迟 对信号进行滤波会引入延迟。这意味着相对于输入，输出信号在时间上有所偏移。此示例向您说明如何抵消这种影响。 有限冲激响应滤波器经常将所有频率分量延迟相同的时间量。这样，我们就很容易通过对信号进行时移处理来针对延迟进行校正。 以500Hz的频率对心电图读数采样，采样时间为1秒。添加随机噪声。重置随机数生成器以获得可再现性。 Fs=500; N=500; rngdefault xn=ecg(N)+0.25randn([1N]); tn=(0:N-1)/Fs; 使用滤波器阻挡75Hz以上的频率，以消除一部分噪声。使用 designfilt 设计一...

窗函数法设计FIR中，如何选择窗函数和滤波器阶数N 1、概述     在用窗函数法设计FIR滤波器时，给出了滤波器要求的具体指标，包括通带频率fp、阻带频率fs、通带波纹Rp和阻带衰减As等，有了这些指标后，是否什么窗函数都可以选择呢？答案是否定的。那么怎么选择窗函数呢？在本文中将说明窗函数的选择和滤波器阶数N的选择。 2、理论基础 程序如下： clearall;clc;closeall Fs=100;%采样频率 Fs2=Fs/2;%奈奎斯特频率 fp=3;fs=5;%通带和阻带频率 Rp=3;As=50;%通带波纹和阻带衰减 wp=fppi/...

数字滤波器分析---相位响应 MATLAB®函数可用于提取滤波器的相位响应。在给定频率响应的情况下，函数 abs 返回幅值，angle 返回以弧度为单位的相位角。要使用 fvtool 查看巴特沃斯滤波器的幅值和相位，请使用： d=designfilt('lowpassiir','FilterOrder',9,... 'HalfPowerFrequency',400,'SampleRate',2000); fvtool(d,'Analysis','freq') 您也可以点击工具栏上的幅值和相位响应按钮，或选择分析 &gt...

数字滤波器分析---频率响应 幅值、相位、冲激和阶跃响应、相位和群延迟、零极点分析。 分析滤波器的频域和时域响应。可视化复平面中的滤波器极点和零点。 频率响应 数字域 freqz 使用基于FFT的算法来计算数字滤波器的Z变换频率响应。具体来说，语句 [h,w]=freqz(b,a,p) 返回数字滤波器的包含 p 个点的复频率响应 H(ejω)。 在其最简单的形式中，freqz 接受滤波器系数向量 b 和 a 以及整数 p（该整数指定计算频率响应所用的点的数量）。freqz 以弧...

滤波器实现 卷积和滤波     滤波的数学基础是卷积。对于有限冲激响应(FIR)滤波器，滤波运算的输出 y(k) 是输入信号 x(k) 与冲激响应 h(k) 的卷积： y(k)=∞∑l=−∞h(l) x(k−l).     如果输入信号也是有限长度的，您可以使用MATLAB® conv 函数来执行滤波运算。例如，要用三阶平均值滤波器对包含五个样本的随机向量进行滤波，可以将 x(k) 存储在向量 x&nbs...

补偿IIR滤波器引入的延迟 对信号进行滤波会引入延迟。这意味着相对于输入，输出信号在时间上有所偏移。 无限冲激响应滤波器对某些频率分量的延迟可能比其他频率分量更长。它们会使输入信号呈现明显失真。函数 filtfilt 可补偿此类滤波器引入的延迟，从而校正滤波器失真。这种“零相位滤波”是对信号进行前向和后向滤波的结果。 以500Hz的频率对心电图读数采样，采样时间为1秒。添加随机噪声。 Fs=500; N=500; rngdefault xn=ecg(N)+0.2randn([1N]); tn=(0:N-1)/Fs; 使用滤波器阻挡75Hz以上的频率，以消除一部分噪声...

MATLAB绘图中文显示为方框 MATLAB显示英文和字母没有问题，但是当显示中文时会显示乱码，中文显示为方框，如下图： 可以在绘图命令中添加如下代码： set(gca,'Fontname','Monospaced'); 例如： %滤波器系数%低通（直接II型4阶、Fs=1.8e6Hz、Fc=1.0e4Hz）(阶跃超调) b=[8.869059018931e-08,3.547623607572e-07,5.321435411359e-07,3.547623607572e-07,8.869059018931e-08]; a=[1,-3.908786943705,5.7304977304...

数字滤波器设计---IIR滤波器设计 IIR与FIR滤波器的比较 与FIR滤波器相比，IIR滤波器的主要优点是，要满足同一组设定，它的滤波器阶数通常远远低于FIR滤波器。虽然IIR滤波器具有非线性相位，但MATLAB® 软件中的数据处理通常是“离线”执行的，即整个数据序列在滤波之前是可用的。这允许采用非因果零相位滤波方法（通过 filtfilt 函数），消除IIR滤波器的非线性相位失真。 经典IIR滤波器 经典的IIR滤波器、巴特沃斯滤波器、切比雪夫I型和II型滤波器滤波器、椭圆滤波器和贝塞尔滤波器都以不同的方式逼近理想的矩形滤波器。 该工具箱提供的函数可在模拟...

目录 奇数分频器电路设计 1、奇数分频器电路简介 2、实验任务 3、程序设计 3.1、7分频电路代码 3.2、仿真验证 3.2.1、编写TB文件 3.2.2、仿真验证 4、用状态机实现7分频电路设计 4.1、代码如下： 4.2、使用状态机的好处 奇数分频器电路设计     前面一节我们学习了偶数分频器的设计方法，本节我们来学习下奇数分频器的设计方法。实现偶数分频可通过一个简单计数器实现，而如果需要三分频，五分频，七分频等奇数分频，一个计数器是不够的。奇数分频器的设计相对偶数分频器设计要复杂一点，我们来看下奇数分频设计方法。 1、奇数分频器电路简介 &...

Matlab如何选择窗函数和FFT的长度 1、常用的四种窗函数    对于实际信号序列，如何选取窗函数呢？一般来说，选择第一旁瓣衰减大，旁瓣峰值衰减快的窗函数有利于緩解截断过程中产生的頻泄漏问题。但具有这两个特性的窗函数，其主瓣寛度较大，相应会帯来一些副作用，应用中需根据具体情况折中地选择。 2、实例 例：已知信号  中50Hz频率分量的幅值为311，46Hz频率分量的幅值为1.55，采样频率 。要求46Hz信号的幅度分析进度不低于5%，试问： 选择何种类型的窗函数比较合适？ 采样长度N应为多少？ 分析信号的实际频谱。  &nbs...

零极点分析的基本原理、应用和意义     在信号处理和系统理论领域，零极点分析是一项重要的技术，用于研究和分析滤波器的特性和行为。通过观察滤波器的零点和极点在复平面上的分布情况，我们可以揭示滤波器的频率响应、稳定性和传输特性等关键信息。本文将探讨零极点分析的原理、应用和意义，带你一起揭开滤波器特性的奥秘。 极点在右零点在左是低通 极点在左零点在右是高通 极点在零点中间是带通 零点在极点中间是带阻 零点是指使z变换X(z)的值为零的z值，极点是指使X(z)的值为∞的z值。如果X(z)是有理分式，表示为： 也可以理解为： 零点：传递函数分子的根 ...

Matlab如何选择采样频率和信号长度 %Matlab如何选择采样频率和信号长度 % %pr2_2_10 clear;clc;closeall; M=256;%数据长度M fs=10;%采样频率fs f1=1;f2=2.5;f3=3;%设置3个正弦信号的频率 t=(0:M-1)/fs;%设置时间序列 x=cos(2pif1t)+cos(2pif2t)+cos(2pif3t);%计算出信号波形 X1=fft(x,20);%FFT变换 X2=fft(x,40); X3=fft(x,128); freq1=(0:10)fs/20;%计算3个信号在频域的频率刻度 freq2=(0:20)f...

Matlab如何计算正弦信号的幅值和初始相角 3、实例 例：设信号的采样频率为1000Hz，由两个余弦信号组成，频率分别为f1=50Hz和f2=65.75Hz，幅值都为1，初始相角都为0，信号长度为1000，通过FFT求出两个正弦信号的幅值和初始相角。 程序如下： %例：设信号的采样频率为1000Hz，由两个余弦信号组成，频率分别为f1=50Hz和f2=65.75Hz， %幅值都为1，初始相角都为0，信号长度为1000，通过FFT求出两个正弦信号的幅值和初始相角。 %pr2_2_2 clc;closeall;clear; fs=1000;%采样频率 N=1000;%信号长度 t=(...

目录 常用模拟低通滤波器的设计——巴特沃斯(Butterworth)滤波器 1、确定系统函数的极点 2、巴特沃斯(Butterworth)滤波器 2.1、buttap函数 2.2、buttord函数 2.3、butter函数 常用模拟低通滤波器的设计经典IIR滤波器之巴特沃斯(Butterworth)滤波器    滤波器是一种具有频率选择作用的电路或运算处理系统，它具有区分区分输入信号的各种不同频率成分的功能，具有滤除噪声和分离各种不同信号的功能。综合一个滤波器的基本步骤分为逼近和实现。逼近方法有巴特沃斯逼近、切比雪夫逼近、椭圆逼近和贝塞尔逼近。这些...