MATLAB滤波器设计fdatool（filterDesigner）工具箱使用

短命女 2023-06-28 08:37 10阅读 0赞

# MATLAB滤波器设计fdatool（filterDesigner）工具箱使用 #

### MATLAB集成了一套功能非常强大的滤波器设计和分析工具FDAtool（新版为filterDesigner），它可以很方便的设计出一个滤波器，并且可以进行性能的分析。 ###

### 以下操作使用的MATLAB环境是MATLAB R2018a ###

## 1、启动FDAtool工具箱，在命令行窗口中输入fdatool命令，打开FDAtool工具箱。 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NIUUMzODg_size_16_color_FFFFFF_t_70]

### 注：如果开始界面不是上图所示，则点击红色方框即可。 ###

## 2、设计界面简单介绍： ##

#### 1）Response Type（响应类型）：有低通、高通、带通、带阻等设计。 ####

#### 2）Design Method（设计方法）：有IIR和FIR两大类。 ####

#### 3）Filter Order（滤波器阶次）：阶次可以根据自己的需要设定，也可以直接选择最小阶次。 ####

#### 4）Frequency Specifications（频率参数）：根据自己所需要的参数进行设定。 ####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NIUUMzODg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

### 例：设计一个一下参数的滤波器： ###

#### 1）巴特沃斯低通滤波器。 ####

#### 2）阶数为10阶。 ####

#### 3）采样频率为：500Hz。 ####

#### 4）截止频率为：50Hz。 ####

## 3、根据以上要求设计改变FDAtool工具箱中的参数，并且点击Design Filter，就会显示出所设计的滤波器。 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NIUUMzODg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NIUUMzODg_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

## 4、可以查看滤波器的各项性能： ##

### 1）幅度响应： ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NIUUMzODg_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

### 2）相位响应： ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NIUUMzODg_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]

### 3）冲击响应： ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NIUUMzODg_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]

### 4）零极点图： ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NIUUMzODg_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]

## 5、将设计好的滤波器导出matlab中。 ##

### （1）以.m文件的形式导出到matlab中： ###

#### 1）点击file，然后选择Generate MATLAB Code -> Filter DesignFunction： ####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NIUUMzODg_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]

#### 2）在当前文件目录中修改导出文件名为Filter\_IIR.m，点击保存： ####

![在这里插入图片描述][20200108095553289.png]

#### 3）然后就可以看到已经设计好的滤波器代码。 ####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NIUUMzODg_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]

#### 4）调用设计好的滤波器： ####

##### 在MATLAB中新建一个.m文件，然后在文件中添加如下代码： #####

%% 
    % 作者：明志
    % 环境：MATLAB R2018a
    y1 = rand(100,1);
    figure('color',[1,1,1]);
    subplot(2,1,1);
    plot(y1);
    title('滤波前波形');
    %% 
    y2 = filter(Filter_IIR,y1);  % 直接使用设计好的滤波器进行滤波，filter函数是滤波函数
    subplot(2,1,2);
    plot(y2);
    title('滤波后波形');

#### 就会得到如下图形： ####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NIUUMzODg_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]

### （2）将滤波器导出到Workspace中： ###

#### 1）点击File->Export，然后弹出选择窗口。 ####

![在这里插入图片描述][20200108095949623.png]

#### 2）将Export to选择为Workspace、Export As选择为Object、Variable Names设置为Hd，然后点击Export即可。 ####

![在这里插入图片描述][20200108100008366.png]

#### 3）点击Export之后会在工作区中出现名称为Hd的df2sos变量。 ####

![在这里插入图片描述][20200108100020911.png]

#### 4）在命令行窗口中直接输入以下代码即可使用滤波器。 ####

![在这里插入图片描述][20200108100046140.png]

#### 滤波前信号为： ####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NIUUMzODg_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]

#### 滤波后信号为： ####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NIUUMzODg_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]

#### 对于其他导出方式方法大同小异，只是加载的方式不同而已，读者可以自行尝试。 ####

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NIUUMzODg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200108095014557.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NIUUMzODg=,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NIUUMzODg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200108095129438.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NIUUMzODg=,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NIUUMzODg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200108095228102.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NIUUMzODg=,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NIUUMzODg_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200108095243913.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NIUUMzODg=,size_16,color_FFFFFF,t_70
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