滤波器
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MATLAB中findpeaks函数使用
findpeaks函数的功能是寻找局部最大值。说明 pks = findpeaks(data)返回带有输入信号向量data的局部最大值(峰值)的向量。局部峰值是大于其两个相邻样本或等于Inf的数据样本。峰值按出现的顺序输出。不包括非Inf信号端点。如果峰是平的，函数只返回指数最低的点。 [pks，locs] = findpeaks(data)还会返回峰值出现的索引。 [pks，locs，w，p] = findpeaks(data)还返回峰的宽度作为向量w，原创 2022-08-20 10:00:00 · 38250 阅读 · 1 评论 -
MATLAB中findsignal函数使用
findsignal函数的功能是使用相似性搜索查找信号位置。原创 2022-08-25 10:00:00 · 1712 阅读 · 0 评论 -
MATLAB中finddelay函数使用
finddelay函数的功能是估计信号之间的延迟。原创 2022-08-26 10:00:00 · 1614 阅读 · 0 评论 -
MATLAB中alignsignals函数使用
alignsignals函数的功能是通过延迟最早信号来对准两个信号。原创 2022-08-27 10:00:00 · 1378 阅读 · 1 评论 -
重建丢失的数据
随着廉价数据采集硬件的出现，你经常可以获得以固定间隔快速采样的信号。这允许获得对基础信号的精确近似。但是，当测量的数据被粗略采样或丢失重要部分时，会发生什么情况呢？如何推断已知样本之间各点的信号值？......原创 2022-07-30 09:00:00 · 805 阅读 · 0 评论 -
MATLAB中split函数使用
split函数的功能是在分隔符处拆分字符串。原创 2022-07-21 10:00:00 · 10091 阅读 · 1 评论 -
为平均值滤波器生成代码
此示例说明使用 codegen 命令从 MATLAB® 函数生成 C 代码的建议工作流。步骤如下：1.向 MATLAB 函数添加%#codegen 指令，以指示它用于代码生成。此指令还使 MATLAB 代码分析器能够识别特定于 MATLAB 的代码生成警告和错误。2.生成 MEX 函数以检查 MATLAB 代码是否适用于代码生成。如果发生错误，应在生成 C 代码之前将其修复。3.在 MATLAB 中测试 MEX 函数，以确保它在功能上等同于原始 MATLAB 代码，并且不会出现...原创 2022-06-04 10:00:00 · 437 阅读 · 0 评论 -
对信号进行滤波处理
首先，建立三个模拟信号，它们的频率分别为5、20、50Hz，并将这个三个信号相加合成一个信号，即：y1 = sin(2*pi*5*t);y2 = cos(2*pi*20*t);y3 = sin(2*pi*50*t);%%合并信号y = y1 + y2 + y3;plot(y);如图所示：对该信号进行傅里叶变换得到频谱图得：...原创 2022-05-25 10:00:00 · 8777 阅读 · 1 评论 -
二维傅里叶变换
fft2 函数将二维数据变换为频率空间。例如，可以变换二维光学掩膜以揭示其衍射模式。二维傅里叶变换以下公式定义 m×n 矩阵 X 的离散傅里叶变换 Y。和 是以下方程所定义的复单位根。i 是虚数单位，p 和 j 是值范围从 0 到 m–1 的索引，q 和 k 是值范围从 0 到 n–1 的索引。在此公式中，X 和 Y 的索引平移 1 位，以反映 MATLAB®中的矩阵索引。计算 X 的二维傅里叶...原创 2022-05-28 10:00:00 · 4151 阅读 · 0 评论 -
傅里叶变换
傅里叶变换是将按时间或空间采样的信号与按频率采样的相同信号进行关联的数学公式。在信号处理中，傅里叶变换可以揭示信号的重要特征（即其频率分量）。对于包含 n 个均匀采样点的向量 x，其傅里叶变换定义为是n个复单位根之一，其中i是虚数单位。对于x和y，索引j和k的范围为0到n−1。MATLAB® 中的fft函数使用快速傅里叶变换算法来计算数据的傅里叶变换。以正弦信号x为例，该信号是时间t的函数，频率分量...原创 2022-05-29 08:00:00 · 3093 阅读 · 1 评论 -
矩形脉冲波形的占空比及脉冲和瞬态特征的测量
示例说明如何创建矩形脉冲波形并测量其占空比。可以将矩形脉冲波形想象成一系列的开启和关闭状态。一个脉冲周期是一个开启和关闭状态的总持续时间。脉冲宽度是开启状态的持续时间。占空比是脉冲宽度与脉冲周期的比率。矩形脉冲的占空比描述脉冲处于开启状态的时间占一个脉冲周期的比率。创建一个以 1 千兆赫采样的矩形脉冲。脉冲处于开启状态（即等于 1），持续时间为 1 微秒。如果脉冲处于关闭状态（即等于 0），持续时间为 3 微秒。脉冲周期为 4 微秒。绘制波形。Fs = 1e9;t................原创 2022-07-31 08:30:00 · 5314 阅读 · 0 评论 -
使用卷积对数据进行平滑处理及数据平滑和离群值检测
可以使用卷积对包含高频分量的二维数据进行平滑处理。使用 peaks 函数创建二维数据，并在各个等高线层级对数据绘图。Z = peaks(100);levels = -7:1:10;contour(Z,levels)如图所示：向数据中插入随机噪声并绘制含噪等高线。Znoise = Z + rand(100) - 0.5;contour(Znoise,levels)如图所示：MATLAB.........原创 2022-06-26 10:00:00 · 1686 阅读 · 0 评论 -
滤波数据分析
滤波器差分方程滤波器是一种数据处理技术，可滤掉数据中的高频波动部分使之平滑或从数据中删除特定频率的周期趋势。在 MATLAB® 中，filter 函数会根据以下差分方程对数据 x 的向量进行滤波，该差分方程描述一个抽头延迟线滤波器。在此方程中，a 和 b 是滤波器系数的向量，Na 是反馈滤波器阶数，Nb 是前馈滤波器阶数。n 是 x 的当前元素的索引。输出 y(n) 是 x 和 y 的当前元素和前面元素的线性组合。filter 函数使用指定的系......原创 2022-06-24 10:00:00 · 1001 阅读 · 0 评论 -
测量信号相似性
此示例说明如何测量信号的相似性。它将帮助回答诸如以下的问题：如何比较具有不同长度或不同采样率的信号？如何在测量中发现存在信号还是只存在噪声？两个信号是否相关？如何测量两个信号之间的延迟（以及如何对齐它们）？如何比较两个信号的频率成分？也可以在信号的不同段中寻找相似性以确定信号是否为周期性信号。比较具有不同采样率的信号假设有一个音频信号数据库和一个模式匹配应用程序，需要在歌曲播放时识别该歌曲。数据通常以低采样率存储，以占用更少的内存。load relatedsig......原创 2022-07-10 10:00:00 · 4120 阅读 · 2 评论 -
使用信号分析器
App 工作流使用信号分析器检查和比较信号的典型工作流如下： 选择要分析的信号- 选择 MATLAB®工作区中可用的任何信号。该 App 接受具有固有时间信息的数值数组和信号，例如 MATLABtimetable数组、timeseries对象和labeledSignalSet对象。 Preprocess Signals- 低通、高通、带通或带阻滤波器信号。去趋势并计算信号包络。使用移动平均值、回归、Savitzky-Golay 滤波器或其他方法对信号进行平滑处理。......原创 2022-06-27 10:00:00 · 1216 阅读 · 0 评论 -
滤波器设计工具简介
目录快速入门设计滤波器查看其他分析更改轴单位标记数据点优化设计更改分析参数导出滤波器生成 MATLAB 文件量化滤波器目标其他功能此示例说明如何使用方便的滤波器设计工具替代命令行滤波器设计函数。滤波器设计工具是 Signal Processing Toolbox™ 中一个功能强大的图形用户界面 (GUI)，用于设计和分析滤波器。滤波器设计工具使能够通过设置滤波器性能设定、从 MATLAB® 工作区导入...原创 2023-10-24 09:08:21 · 1128 阅读 · 0 评论 -
用 Signal Processing Toolbox 软件对数据进行滤波
目录低通 FIR 滤波器 - 加窗方法使用滤波器设计工具设计低通 FIR 滤波器带通滤波器 - 最小阶 FIR 和 IIR 系统零相位滤波低通 FIR 滤波器 - 加窗方法此示例说明如何使用两个命令行函数 fir1 和 designfilt 以及交互式滤波器设计工具来设计和实现 FIR 滤波器。创建要在示例中使用的信号。该信号是 N(0,1/4) 加性高斯白噪声中的 100 Hz 正弦波。将随机数生成器设置为默认状态，以获得可重现的结果。............原创 2022-07-24 09:00:00 · 1655 阅读 · 0 评论 -
取信号的导数和求相关信号之间的延迟
要在不增加噪声功率的情况下对信号求导。MATLAB® 提供的函数diff会放大噪声，对于高阶导数会恶化不精确性。要解决此问题，请改用微分滤波器。分析地震时建筑物楼层的位移。找到速度和加速度作为时间的函数。加载文件 earthquake。该文件包含以下变量： drift：楼层位移，以厘米为单位进行测量 t：时间，以秒为单位进行测量 Fs：采样率，等于 1 kHz load('earthquake.mat').........原创 2022-07-11 08:30:00 · 641 阅读 · 0 评论 -
使用 FVTool 进行滤波器分析
此示例说明如何通过滤波器可视化工具 (FVTool) 在单个图窗窗口中使用多个滤波器分析函数，Fvtool 是 Signal Processing Toolbox™ 中提供的一个图形用户界面。FVTool 还有一个应用程序编程接口 (API)，以支持您从命令行与 GUI 交互。这能够将 FVTool 集成到其他应用程序中。启动 FVTool我们希望创建一个低通滤波器，其通带频率为 0.4π 弧度/采样点、阻带频率为 0.6π 弧度/采样点、通带波纹......原创 2022-07-20 10:00:00 · 2133 阅读 · 0 评论 -
振动信号的阶次分析
此示例说明如何使用阶次分析来分析振动信号。阶次分析用于量化转速随时间变化的旋转机械中的噪声或振动。阶次指的是参考转速的某个倍数的频率。例如，频率等于发动机旋转频率两倍的振动信号对应的是阶次 2，同样，频率等于发动机旋转频率 0.5 倍的振动信号对应的是阶次 0.5。此示例通过确定大振幅的阶次来调查直升机舱中不必要的振动的来源。简介此示例分析在主发动机加速和减速过程中，来自直升机舱中加速度计的仿真振动数据。直升机有几个旋转部件，包括发动机、变速箱、主旋翼和尾旋翼。每个部.........原创 2022-07-14 10:00:00 · 5719 阅读 · 6 评论 -
Hilbert 变换与瞬时频率
Hilbert 变换仅可估计单分量信号的瞬时频率。单分量信号在时频平面中用单一“脊”来描述。单分量信号包括单一正弦波信号和 chirp 等信号。生成以 1 kHz 采样的时长为两秒的 chirp 信号。指定 chirp 信号的最初频率为 100 Hz，一秒后增加到 200 Hz。fs = 1000;t = 0:1/fs:2-1/fs;y = chirp(t,100,1,200);使用通过 pspectrum 函数实现的短时傅里叶变换来估计 c......原创 2022-07-28 10:00:00 · 2691 阅读 · 1 评论 -
下采样 - 信号相位和混叠
此示例说明如何使用 downsample 获得信号的相位。以 M 为因子对信号下采样可以产生 M 个唯一相位。例如，如果有一个离散时间信号 x，它具有 x(0) x(1) x(2) x(3)、...等，则 x 的 M 个相位是 x(nM + k)，其中 k = 0,1, ..., M-1。这 M 个信号称为 x 的多相分量。创建一个白噪声向量，并以 3 为因子下采样以得到 3 个多相分量。将随机数生成器重置为默认设置，以产生可重复的结果。生成一个白噪声.........原创 2022-07-15 10:00:00 · 1343 阅读 · 0 评论 -
对均匀采样信号进行重采样
目录按有理因子进行速率转换对瞬变进行滤波对混叠进行滤波此示例说明如何以新的均匀速率对均匀采样的信号进行重采样。它说明如何减少大瞬变的影响，以及如何去除不需要的高频成分。按有理因子进行速率转换resample 函数执行从一个采样率到另一个采样率的速率转换。resample 允许按积分因子 p 进行上采样，然后按另一个积分因子 q 进行抽取。这样，能够以原始采样率的有理倍数 (p/q) 进行重采样。要对均匀采样使用 resample 函.........原创 2022-07-29 10:00:00 · 1184 阅读 · 0 评论 -
对非均匀采样信号进行重采样
目录以所需采样率对非均匀采样信号进行重采样选择插值方法控制插值网格指定抗混叠滤波器去除端点效应此示例说明如何以新的均匀速率对非均匀采样的信号进行重采样。它说明如何对不规则采样数据应用自定义滤波器以减少混叠。它还说明如何使用去趋势来去除信号开始和结束位置的瞬变。以所需采样率对非均匀采样信号进行重采样resample 函数允许将非均匀采样信号转换为使用新的均匀采样率。创建一个以大约 48 kHz 采样率不规则采样的 500 Hz......原创 2022-08-05 10:00:00 · 2766 阅读 · 1 评论 -
模拟 IIR 低通滤波器的比较
设计截止频率为 2 GHz 的五阶模拟 Butterworth 低通滤波器。乘以 2π 以将频率转换为弧度/秒。计算滤波器在 4096 个点上的频率响应。n = 5;f = 2e9;[zb,pb,kb] = butter(n,2*pi*f,'s');[bb,ab] = zp2tf(zb,pb,kb);[hb,wb] = freqs(bb,ab,4096);设计一个具有相同边缘频率和 3 dB 通带波纹的五阶 Chebyshev I 类滤波器。计算它的频率响......原创 2024-03-21 13:41:06 · 336 阅读 · 1 评论 -
脉冲函数、阶跃函数和斜坡函数及脉冲响应
MATLAB® 是一种编程语言，它可以处理各种各样的不同信号。以下是一些生成单位脉冲、单位阶跃、单位斜坡和单位抛物线的语句。t = (-1:0.01:1)';impulse = t==0;unitstep = t>=0;ramp = t.*unitstep;quad = t.^2.*unitstep;所有这些序列都是从t继承形状的列向量。对这些序列进行绘图。plot(t,[impulse unitstep ramp quad])......原创 2022-07-17 10:00:00 · 4711 阅读 · 0 评论 -
在数据中查找信号
目录查找精确匹配寻找匹配度最高的信号查找低于某阈值的最接近的匹配搜索存在变化偏移量的复信号轨迹查找进行时间拉伸后的功率信号此示例说明如何使用 findsignal 在数据中查找时变信号。它包括的各示例说明如何使用距离度量找到精确匹配和高度匹配的信号、如何补偿缓慢变化的偏移，以及使用动态时间规整以把采样差异考虑在内。查找精确匹配当要找到信号在数值上完全一致的匹配项时，可以使用 strfind 来执行匹配。例如，如果我们有如下数......原创 2022-08-06 10:00:00 · 412 阅读 · 0 评论 -
分析谐波失真
目录简介查看非线性的影响量化非线性失真降低谐波失真的输入衰减SNR THD 和 SINAD 当作输入衰减的函数用于消除失真的后处理组合方法总结此示例说明如何分析在具有噪声的情况下弱非线性系统的谐波失真。简介在此示例中，我们将研究放大器的简化模型的输出，该放大器的噪声耦合到输入信号并且呈现非线性。我们将研究输入端的衰减如何降低谐波失真。我们还将举例说明如何对放大器输出端的失真在数学上进行校正。查看非线性的影响查...原创 2023-10-15 10:41:01 · 897 阅读 · 0 评论 -
频域分析实践介绍
目录FFT 的幅值和相位信息寻找信号周期性测量功率寻找频谱分量总结此示例说明如何执行和解释基本频域信号分析。该示例讨论使用信号的频域表示相对于时域表示的优势，并使用仿真数据和真实数据说明基本概念。该示例回答一些基本问题，例如：FFT 的幅值和相位的含义是什么？我的信号是否为周期性信号？我如何度量功率？此频带中有一个或多个信号吗？频域分析是信号处理应用中一个至关重要的工具。频域分析广泛用于通信、地质勘测、遥感和图像处理等领域。时域分析显示信号随时间的......原创 2022-08-01 13:59:00 · 4437 阅读 · 0 评论 -
将信号与不同开始时间对齐
许多测量涉及多个传感器异步采集的数据。如果要集成信号，您必须同步它们。Signal Processing Toolbox™ 提供的一些函数可实现此目的。例如，假设有一辆汽车经过一座桥。它产生的振动由位于不同位置的三个相同传感器进行测量。信号有不同到达时间。将信号加载到 MATLAB® 工作区并进行绘图。load relatedsigax(1) = subplot(3,1,1);plot(s1)ylabel('s_1')ax(2) = ............原创 2022-08-09 10:00:00 · 1776 阅读 · 0 评论 -
线性预测和自回归建模
目录简介使用以白噪声为输入的全极点滤波器生成 AR 信号使用 Yule-Walker 方法从信号中求得 AR 模型比较 AR 模型与 AR 信号使用 LPC 执行线性预测比较实际信号和预测信号比较预测误差此示例说明如何比较自回归建模和线性预测之间的关系。线性预测和自回归建模是两个不同的问题，但可以产生相同的数值结果。在这两种情况下，最终目标均为确定线性滤波器的参数。但是，每个问题中使用的滤波器不同。简介在线性预测的情况下，目的是确定一个......原创 2022-08-07 10:00:00 · 791 阅读 · 0 评论 -
信号包络提取的方法
此示例说明如何提取信号的包络。创建双边带幅值调制信号。载波频率为 1 kHz。调制频率为 50 Hz。调制深度为 100%。采样率为 10 kHz。t = 0:1e-4:0.1;x = (1+cos(2*pi*50*t)).*cos(2*pi*1000*t);plot(t,x)xlim([0 0.04])如图所示：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......原创 2022-08-14 09:00:00 · 4397 阅读 · 0 评论 -
测量信号的功率
信号的功率是其时域样本的绝对值平方和除以信号长度，或者等效地表示为其 RMS 水平的平方。使用函数bandpower 只需一步即可估算信号功率。考虑嵌入在高斯白噪声中的单位线性调频，采样率为 1 kHz，采样时间为 1.2 秒。该线性调频的频率在一秒内从初始值 100 Hz 增加到 300 Hz。噪声具有方差。重置随机数生成器以获得可重现的结果。N = 1200;Fs = 1000;t = (0:N-1)/Fs;sigma = 0.01;rng('defa...原创 2022-08-28 10:00:00 · 1819 阅读 · 0 评论 -
信号生成和可视化
目录周期性波形非周期性波形扫频波形脉冲序列此示例说明如何使用 Signal Processing Toolbox™ 中提供的函数生成广泛使用的周期和非周期性波形、扫频正弦波和脉冲序列。周期性波形除了 MATLAB® 中的 sin 和 cos 函数外，Signal Processing Toolbox™ 还提供其他函数（如 sawtooth 和 square）来生成周期性信号。sawtooth 函数生成锯齿波，波峰在 ±1，周期为......原创 2022-08-08 10:00:00 · 763 阅读 · 0 评论 -
峰值分析的方法总结
目录查找最大值或峰值测量峰值之间的距离寻找裁剪或饱和信号中的峰值测量峰的幅值阈值化以找到感兴趣的峰值此示例说明如何执行基本峰值分析。它将帮助您回答诸如以下的问题：我如何在信号中找到峰值？我如何测量峰值之间的距离？如何测量受趋势影响的信号峰值的幅值？我如何在含噪信号中找到峰值？我如何找到局部极小值？查找最大值或峰值苏黎世太阳黑子相对数测量太阳黑子的数量和大小。使用findpeaks函数查找峰的位置和值。load sunspot.da............原创 2022-08-17 10:00:00 · 8785 阅读 · 0 评论 -
信号平滑处理
目录目的一种移动平均滤波器滤波器延迟提取平均差异提取峰值包络加权移动平均滤波器Savitzky-Golay 滤波器重采样中位数滤波器通过 Hampel 滤波器去除离群值此示例说明如何使用移动平均滤波器和重采样来隔离一天中时间的周期性分量对每小时温度读数的影响，以及如何去除开环电压测量中不需要的电线噪声。该示例还说明如何通过使用中位数滤波器对时钟信号的水平进行平滑处理，同时保留边沿。该示例还说明如何使用 Hampel 滤波器去除大的离群值。目的........原创 2022-09-02 08:00:00 · 2090 阅读 · 1 评论 -
从信号中去除 60 Hz 杂声
使用 Butterworth 陷波滤波器消除 60 Hz 噪声。陷波的宽度定义为 59 至 61 Hz 的频率区间。滤波器至少去除该范围内频率分量的一半功率。美国和其他几个国家/地区的交流电以 60 Hz 的频率振荡。在存在 60 Hz 电力线噪声的情况下，研究模拟仪器的输入的开环电压。用 filtfilt 对信号进行滤波，以补偿滤波器延迟。注意振荡是如何显著减少的。绘制滤波器的频率响应。请注意，此陷波滤波器提供高达 45 dB 的衰减。使用周期图可以看到 60 Hz 的“峰值”已去除。原创 2023-11-05 19:09:57 · 251 阅读 · 0 评论 -
通过 Hilbert 变换实现单边带调制
单边带调制 (SSB) 是幅值调制 (AM) 的一种高效形式，它使用 AM 所用带宽的一半。这种方法在电话、HAM 无线电和 HF 通信（即基于语音的通信）等应用中最受欢迎。此示例说明如何使用 Hilbert 变换器实现 SSB 调制。为了说明 SSB 调制中为何需要使用 Hilbert 变换器，我们最好先快速回顾一下双边带调制。我们看到，通过使用 Hilbert 变换的逼近，我们可以产生解析信号，这在需要频谱移位的许多信号应用中很有用。原创 2023-11-03 09:04:12 · 1220 阅读 · 0 评论 -
补偿滤波器引入的延迟和失真
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。当偏移不变时，可以通过按时间偏移信号来校正延迟。有时滤波器延迟各频率分量的时间是不相等的。这种现象称为相位失真。为了补偿这种影响，可以使用 filtfilt 函数执行零相位滤波。以 500 Hz 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重现的结果:Fs = 500;N = 500;rng defaultxn = ecg(N)+0.1*randn([1 N]);tn ..原创 2022-05-16 08:54:34 · 4065 阅读 · 0 评论 -
MATLAB中Filter Designer的使用
MATLAB中滤波器的设计原创 2024-03-22 09:38:15 · 1931 阅读 · 1 评论