用于巴特沃斯滤波器设计的MATLAB -输入频率

Question

我很难用“纽扣”和“黄油”函数计算巴特沃斯系数。我的目标是过滤掉我构造的时间序列中的噪声。该时间序列具有红色噪声分量和频率为0.3 Hz的正弦信号。时间序列的采样频率为10 Hz。

在关于“http://www.mathworks.com/help/signal/ref/buttord.html”的文档之后，我为规范计算了n，Wn (遵循文档的示例1)：

Wp = 0.33/(sfreq/2); Ws = 0.37/(sfreq/2);
passripp = 0.1; stopatten = 40;
[n,Wn] = buttord(Wp,Ws,passripp,stopatten);
[b,a] = butter(n,Wn);
y_butter = filter(b,a,timeseries(:,2));

用时间绘制y_butter只会给我任何地方的零！

我试图使用“freqz”检查滤波器的频率响应(使用512个样本)：

freqz(b,a,512,sfreq)

其图显示过渡带在1~4 Hz之间！

我对过滤器的理解是：

• 0.3赫兹信号
• >> 0.3Hz噪声
• 通过从0到0.33赫兹的所有信号
• 衰减0.36赫兹以外的一切

您的帮助将不胜感激！

数据可以在这里下载： http://dl.dropbox.com/u/1918592/detrendedTS.mat 列1是时间变量，第2列是数据变量。

我去了一个线性拟合(Matlab‘下降趋势’)，以消除一些走开的红色噪声行为。

Answer 1

您发布的代码生成了第57次(！)命令筛选器执行要执行的操作。freqz命令确实显示了该过滤器是有效的，但是如果不首先使用tf2sos将其转换为二阶部分，那么尝试直接实现这样一个高阶过滤器无疑会导致严重的数值错误。这可能就是你只看到零的原因。如果将滤波器系数转换为二阶段，然后级联滤波器，则应该使用freqz命令实际得到过滤器输出。

你之所以得到如此高的过滤顺序，首先是因为你把开始和停止的波段放置得非常近。对于简单的低通巴特沃斯滤波器来说，buttord函数的使用是完全不必要的.就用..。

[b,a] = butter(n,cut/(sfreq/2));

..。只要选择n给你你想要的滚滚(6,12,18 dB等等)。。)。只有在使用双精度数据表示时，n才会遇到问题，但是您可能会发现一个相对较小的筛选顺序将完成您想要的工作。