给定一组干净心电信号数据,数据文件存于C盘Ecg.txt。采样频率f= 500Hz。1、编写程序读出心电信号,并在屏幕上打印出其波形。 2、产生模拟高斯白噪声信号,与干净心电混合,设计一个IIR低通滤波器和一个FIR低通滤波器分别滤除心电信号中的白噪声干扰,调整白噪声信噪比大小,对滤波前后的心电信号的频谱进行分析比较。其中数字低通滤波器指标要求,通带截止频率Wp=0.1 Π,阻带截止频率Ws=0.16Π,阻带衰减不小于15 dB,通带衰减不大于1 dB。 要求:编写一个IIR低通滤波器和一个FIR低通滤波器仿真程序,在屏幕上打印出数字滤波器的频率区间[0,Π]上的幅频响应特性由线(H(ejw));计算其对含噪心电信号的低通滤波响应序列,并在屏幕上打印出干净心电信号波形,含工频干扰的心电信号波形以及IIR低通滤波和FIR低通后的信号波形,并进行比较;同时对滤波前后的心电信号的频谱进行分析比较,并在屏幕上打印出滤波前后的心电信号的频谱,观察其变化。

时间: 2024-02-25 13:54:00 浏览: 22
以下是一份可能实现上述功能的MATLAB代码: ```matlab % 读取心电信号数据 ecg_data = load('C:\Ecg.txt'); ecg_signal = ecg_data(:,2); % 取第二列作为信号 % 绘制心电信号波形 t = (0:length(ecg_signal)-1)/500; % 时间轴 figure; plot(t, ecg_signal); xlabel('Time (s)'); ylabel('Amplitude'); title('Original ECG Signal'); % 产生高斯白噪声信号 snr = 5; % 信噪比 noise = randn(size(ecg_signal)); noise = noise/norm(noise)*norm(ecg_signal)/10^(snr/20); % 调整噪声强度 mixed_signal = ecg_signal + noise; % 绘制含噪声心电信号波形 figure; plot(t, mixed_signal); xlabel('Time (s)'); ylabel('Amplitude'); title('Mixed ECG Signal'); % 设计IIR低通滤波器 Wp = 0.1*pi; % 通带截止频率 Ws = 0.16*pi; % 阻带截止频率 Rp = 1; % 通带衰减 Rs = 15; % 阻带衰减 [n, Wn] = buttord(Wp, Ws, Rp, Rs, 's'); [b, a] = butter(n, Wn); % 绘制数字低通滤波器的幅频响应 [H, w] = freqz(b, a, 512); f = w/pi*500; figure; plot(f, abs(H)); xlabel('Frequency (Hz)'); ylabel('Magnitude'); title('IIR Lowpass Filter Frequency Response'); % 对含噪声信号进行IIR低通滤波 iir_filtered_signal = filter(b, a, mixed_signal); % 绘制干净心电信号、含噪声心电信号和IIR滤波后的信号波形 figure; plot(t, ecg_signal, '--', t, mixed_signal, ':', t, iir_filtered_signal, '-'); legend('Original ECG Signal', 'Mixed ECG Signal', 'IIR Filtered Signal'); xlabel('Time (s)'); ylabel('Amplitude'); title('Signal Comparison'); % 分析滤波前后的心电信号频谱 frequencies = linspace(0, 500, length(ecg_signal)); ecg_spectrum = abs(fft(ecg_signal)); mixed_spectrum = abs(fft(mixed_signal)); iir_spectrum = abs(fft(iir_filtered_signal)); % 绘制滤波前后的心电信号频谱 figure; plot(frequencies, ecg_spectrum, '--', frequencies, mixed_spectrum, ':', frequencies, iir_spectrum, '-'); legend('Original ECG Signal Spectrum', 'Mixed ECG Signal Spectrum', 'IIR Filtered Signal Spectrum'); xlabel('Frequency (Hz)'); ylabel('Magnitude'); title('Spectrum Comparison'); % 设计FIR低通滤波器 n = 50; % 阶数 fc = 50; % 截止频率 b = fir1(n, fc/(500/2), 'low'); % 绘制数字低通滤波器的幅频响应 [H, w] = freqz(b, 1, 512); f = w/pi*500; figure; plot(f, abs(H)); xlabel('Frequency (Hz)'); ylabel('Magnitude'); title('FIR Lowpass Filter Frequency Response'); % 对含噪声信号进行FIR低通滤波 fir_filtered_signal = filter(b, 1, mixed_signal); % 绘制干净心电信号、含噪声心电信号和FIR滤波后的信号波形 figure; plot(t, ecg_signal, '--', t, mixed_signal, ':', t, fir_filtered_signal, '-'); legend('Original ECG Signal', 'Mixed ECG Signal', 'FIR Filtered Signal'); xlabel('Time (s)'); ylabel('Amplitude'); title('Signal Comparison'); % 分析滤波前后的心电信号频谱 fir_spectrum = abs(fft(fir_filtered_signal)); % 绘制滤波前后的心电信号频谱 figure; plot(frequencies, ecg_spectrum, '--', frequencies, mixed_spectrum, ':', frequencies, fir_spectrum, '-'); legend('Original ECG Signal Spectrum', 'Mixed ECG Signal Spectrum', 'FIR Filtered Signal Spectrum'); xlabel('Frequency (Hz)'); ylabel('Magnitude'); title('Spectrum Comparison'); ``` 注意:本代码仅供参考,具体实现可能需要根据实际情况进行调整和修改。

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