В этом примере показано, как фильтровать шумные сигналы нижних частот в Simulink ® и визуализировать исходные и отфильтрованные сигналы с помощью анализатора спектра. Для версии этого примера MATLAB ® см. раздел Фильтрация кадров шумного синусоидального сигнала в MATLAB.
Чтобы создать новую пустую модель и открыть браузер библиотеки, выполните следующие действия.
На вкладке Главная страница MATLAB (MATLAB Home) щелкните Simulink (Симуляция) и выберите шаблон модели основного фильтра.
Щелкните Создать модель (Create Model), чтобы создать базовую модель фильтра, открывающуюся с настройками, подходящими для использования с DSP System Toolbox™. Для доступа к обозревателю библиотеки на вкладке «Моделирование» выберите «Обозреватель библиотеки» на панели инструментов модели.
Новая модель, использующая настройки шаблона и содержимое, появится в редакторе Simulink. Модель находится только в памяти, пока не будет сохранена.
Три блока источников содержат входной сигнал. Входной сигнал состоит из суммы двух синусоидальных волн и белого гауссова шума со средним значением 0 и дисперсией 0,05. Частоты синусоидальных волн составляют 1 кГц и 15 кГц. Частота дискретизации составляет 44,1 кГц. В диалоговом окне отображаются параметры блока для синусоидальной волны 1 кГц.
Фильтр нижних частот моделируется с использованием блока фильтра нижних частот. В примере используется обобщенный алгоритм проектирования FIR-фильтра Ремеза. Фильтр имеет частоту полосы пропускания 8000 Гц, частоту полосы останова 10000 Гц, пульсацию полосы пропускания 0,1 дБ и затухание полосы останова 80 дБ.
Блок фильтра нижних частот использует обработку на основе кадра для обработки данных по одному кадру за раз. Каждый кадр данных содержит последовательные выборки из независимого канала. Обработка на основе кадров является выгодной для многих приложений обработки сигналов, поскольку можно обрабатывать несколько выборок одновременно. Буферизация данных в кадры и обработка многопрофильных кадров данных позволяет увеличить вычислительное время алгоритмов обработки сигналов.
Используйте анализатор спектра для сравнения спектров мощности исходных и отфильтрованных сигналов. Единицы спектра находятся в дБм.
Чтобы выполнить моделирование, в модели щелкните Выполнить (Run). Чтобы остановить моделирование, в блоке Spectrum Analyzer нажмите кнопку Stop. Кроме того, можно выполнить следующий код для выполнения моделирования для 200 кадров данных.
set_param(model,'StopTime','256/44100 * 200') sim(model);
Частоты выше 10 кГц в сигнале источника ослабляются. Результирующий сигнал поддерживает пик на частоте 1 кГц, поскольку он падает в полосе пропускания фильтра нижних частот.