c++信号处理 fir滤波
时间: 2024-01-24 11:00:19 浏览: 35
FIR(有限冲激响应)滤波是信号处理中一种常用的滤波器设计方法。它采用离散时间进行滤波,适用于对信号进行线性和时不变的滤波操作。
在FIR滤波器中,滤波器的输出取决于输入信号和滤波器的冲激响应。冲激响应是一种理想的滤波器相应特性,在离散时间上等于单位冲激函数。FIR滤波器的响应不依赖于过去的输入值,只取决于当前输入值以及过去输入的有限个值。
FIR滤波器的设计通常包括确定滤波器的阶数和系数。阶数决定了滤波器的截止频率和滤波器的复杂性。系数决定滤波器的频率响应特性。常用的设计方法有窗函数法、频率抽取法等。
FIR滤波器有许多优点,比如线性相位特性(不引起输入信号的相位变化)、稳定性、易于实现等。此外,FIR滤波器可以设计成各种响应特性,如低通、高通、带通、带阻等,具有很强的灵活性和适用性。
总之,FIR滤波器是信号处理中一种常用的滤波方法,通过确定滤波器的阶数和系数,可以实现对信号的线性和时不变的滤波操作。它具有线性相位、稳定性和易于实现等特点,并可以设计成不同类型的响应特性,适用于不同的应用场景。
相关问题
c++ 写一个滤波程序
A:
滤波程序一般由两个部分构成:滤波器设计和滤波器应用。下面以实现一种简单的FIR(有限脉冲响应)低通滤波器为例,展示如何编写一个滤波程序。
1. 滤波器设计
考虑设计一个截止频率为$f_c$的低通FIR滤波器。采用窗函数法,可得到其传递函数为:
$$
H(z)=\frac{1}{N}\cdot\sum_{n=0}^{N-1}h[n]z^{-n}=\frac{1}{N}\cdot\sum_{n=0}^{N-1}h[n]\cdot e^{-j2\pi fn}
$$
其中$h[n]$为滤波器的冲激响应,$N$为滤波器的阶数,$f=\frac{f_c}{f_s}$为归一化截止频率,$f_s$为采样频率。这里给出一个简单的FIR滤波器的代码实现:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#define PI 3.1415926
//定义滤波器的阶数和截止频率
#define N 31
#define fc 0.4
//FIR低通滤波器设计
void fir_design(double h[], int n, double fc)
{
int i, m;
double wn, sum = 0;
for(i = 0; i < n; i++) {
m = i - n / 2;
wn = 2 * fc * (m==0 ? 1 : sin(2 * PI * fc * m) / (2 * PI * fc * m));
h[i] = wn * (0.54 - 0.46 * cos(2 * PI * i / (n - 1))); // Hamming 窗
sum += h[i];
}
for(i = 0; i < n; i++) {
h[i] /= sum;
printf("h[%d] = %f\n", i, h[i]);
}
}
int main()
{
int i, j;
double h[N];
double x[N], y[N];
double y_tmp;
fir_design(h, N, fc);
//发现了一个错误(原文是y[i] = 0)
for(i = 0; i < N; i++) {
x[i] = y[i] = 0;
}
//模拟输入信号,这里取三角波
for(i = 0; i < 1000; i++) {
x[i % N] = i / N % 2 == 0 ? i % N : N - i % N;
y_tmp = 0;
for(j = 0; j < N; j++) {
y_tmp += h[j] * x[(i-j+N)%N];
}
y[i % N] = y_tmp;
printf("%f\n", y_tmp);
}
return 0;
}
```
2. 滤波器应用
将上面的滤波器设计程序中的$h$作为已知量,可以通过卷积实现对输入信号的滤波。将滤波器应用程序集成到主程序中,即可完成滤波程序的编写,并使用所需的输入。在本例中,我们对一个三角波进行FIR低通滤波操作:将三角波信号通过设计好的滤波器滤波以后,输出的信号即为经过滤波器处理后的信号。注意到这里是采用的 overlap-add 的形式。
c++ fir滤波器设计
c fir滤波器设计指的是使用c语言来设计一种有限脉冲响应(fir)滤波器。fir滤波器是一种常见的数字滤波器,其特点是具有有限长度的单位脉冲响应,可以实现线性相位特性和零波动。
首先,在c语言中,可以使用数组来存储fir滤波器的系数。这些系数决定了滤波器的频率响应和滤波特性。一般来说,fir滤波器的设计可以采用窗函数、频率采样、最小最大逼近等方法来确定系数。
其次,在c语言中,可以通过循环和数组操作来实现fir滤波器的卷积运算。卷积运算是fir滤波器的核心算法,通过将输入信号和滤波器系数进行加权相加,即可得到滤波后的输出信号。
最后,在c语言中,可以通过函数封装的方式来实现fir滤波器的使用。设计一个fir滤波器函数,将输入信号和滤波器系数作为参数传入,返回滤波后的输出信号,这样可以方便地在其他程序中调用并使用该滤波器。
总的来说,c fir滤波器设计是利用c语言来实现fir滤波器的系数设计、卷积运算和函数封装,可以在数字信号处理等领域广泛应用。