MATLAB —— 低通滤波器设计与信号滤波

百度百科 - 简介： 低通滤波器是容许低于截止频率的信号通过， 但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。

（1）提取滤波器（系数矩阵）

打开工具： MATLAB - APP - Filter Designer
参数设置：

1. 滤波器类型：Response Type - Lowpass；
2. 滤波器设计方法：Design Method - FIR - Window
3. 滤波器阶数：Filter Order - Specify order
   - 滤波器长度等于阶数+1；
   - 阶数越高，性能越好；
4. Options - Window - Hamming
5. 频率响应参数：设置采样频率：Fs ；设置截止频率：Fc（仪器中获取）
6. 点击" Design Filter "，分析并且生成低通滤波器；
   - View：时域/频域的波形；
   - Nagnitude Response（dB）：查看滤波器曲线；
   - Current Filter Information：查看滤波器信息；
7. 点击" 文件 - Export "，导出低通滤波器（系数矩阵）；
   - （默认）保存到 Workspace；
   - （默认）以数组形式保存 Coefficients；
   - （默认）Variable Names：Num（可自主命名）；

（2）信号滤波

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% （1）获取数据
clc;clear;close all;
raw_signal = randn(1, 500);				% randn(行, 列)：获取正态分布的随机数
raw_signal_len = length(raw_signal);	% 获取数组的长
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% （2）低通滤波器（Fs = 100Hz;    Fc = 10Hz）
% 特点：系数矩阵对折对称 ———— 采用上述操作后获取

filter = [0, -0.0014, -0.0056, -0.0100, -0.0070, ...
          0.0119, 0.0511, 0.1052, 0.1597, 0.1961, ...
          0.1961, 0.1597, 0.1052, 0.0511, 0.0119, ...
          -0.0070, -0.0100, -0.0056, -0.0014, 0];
filter_len = length(filter);			% 低通滤波器长度
filtered_signal = [0, 0];				% 滤波后信号初始化
for ii = 1:raw_signal_len - filter_len
	sum_signal = 0;
	for jj = 1:filter_len
		sum_signal = sum_signal + raw_signal((ii - 1) + jj) * filter((filter_len + 1) - jj);
		filtered_signal(ii) = sum_signal;	
	end
end
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% （3）画图
subplot(2, 1, 1);
plot(1:raw_signal_len, raw_signal, 'Color', 'b');
title('原始曲线');

subplot(2, 1, 2);
plot(1:raw_signal_len - filter_len, filtered_signal, 'Color', 'r');
title('滤波曲线');
% subplot(m, n, p); 将当前图窗划分为 m×n 网格，并在 p 指定的位置创建坐标区。