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最后给出一个FIR数字滤波器的设计和制作过程的完全实例，并将它应用于一个信号的显示和相应的频谱分析中。

这个实例包括如下过程:

使用SPTool来导入和命令一个信号;

使用滤波器设计工具来设计一个滤波器;

在SPTool中，将滤波器作用于一个原始信号，以产生对应的滤波信号;

使用信号滤波器来查看原始信号和滤波信号的时间域信号;

使用频谱分析器来比较信号之间的频谱差异。

1．信号的创建、导入及命名

你可以将一个已经存在的信号导入至SPTool，也可以在SPTool中直接创建并命名一个新的信号。在这个实例中，我们将通过命令行来创建一个新的信号，然后将它导入至SPTool。

(1)在命令行中，键入如下命令可以创建一个随机信号:

＞＞x = randn(5000， 1);

(2)然后激活SPTool，键入:

这时SPTool窗口被显示。

(3)在File菜单中选择Import．．．选项，数据导入窗口被显示，如图6-19所示。

注意此时变量x被显示在Workspace Contents列表中(如果没有变量x，单击From Workspace单选按钮可显示工作区的内容)。

(4)对信号命名，并将其导入至SPTool:

选中Import As框中的Signal选项;

将变量x引入至Data域的方式有两种，一种是在Data文本框中键入x;另一种是单击Workspace Contents列表中的变量x，然后单击Data文本框左边的箭头按钮;

在Sampling Frenquency文本框中键入数值5000;

在Names文本框中输入信号的名字noise;

SPTool窗口将被重新激活，而且在Signals列表中信号noise［vector］将被选中。

你可以将一个已经存在的滤波器导入至SPTool中，也可以通过Filter Designer来设计和编辑一个新的滤波器。在这个实例中，我们将创建一个缺省的滤波器，然后在滤波器设计工具中对它进行定制。

(1)在SPTool中单击New，将激活Filter Designer，并产生一个缺省的滤波器。

(2)在Filter Design的Sampling Frequency文本框中键入合适的数值，将滤波器的抽样频率改变为5000。

(3)对滤波器参数进行设定，如图6-20所示。

在Algorithm框中，单击Equiripple FIR选项;在Type框中，选择bandpass选项;

设定Passband的截止频率，其中Fp1为750，Fp2为1250;

设定Stopband的截止频率，其中Fs1为500，Fs2为1500;

单击Apply按钮即可以开始计算新的滤波器。

当新的滤波器的计算完成后，在主轴显示区域中，其幅值响应将以实线的形式被显示出来，见图6-21。

3．滤波器在信号滤波中的应用

在这部分中，我们将把滤波器应用于信号滤波中。滤波后，在SPTool中一个新的信号将被自动生成。

(1)通过单击Filter Designer窗口的Window菜单的合适选项，激活SPTool。

(2)选中Signals列表中的信号noise［vector］项，然后在Filter列表中单击合适的滤波器(filt1［design］)，如图6-22所示。

(3)单击Apply按钮，将滤波器filt1应用于信号noise上，此时Apply-Filter对话框被显示。

(4)通过Output Signal文本框，将新的信号命名为blnoise。

(5)单击OK按钮。

完成上述步骤后，滤波器filt1将会作用于选中的信号noise上，滤波后的信号blnoise［vector］将出现在Signals列表中。

4．信号的查看、演奏及打印

通过使用Signal Browser，可以查看、打印信号的时间域信息。如果你的计算机配备有音频输出装置，你还可以对信号进行演奏。在这部分中，你将了解如何在Signal Browser中实现信号的显示、演奏及打印。

(1)在SPTool中的Signals列表中，通过按住Shift键，用鼠标来选中信号noise和blnoise。

(2)单击Signals面板中的View按钮，此时浏览器(Signal Browser)被激活，两个信号将同时显示在主轴区域中，显示结果如图6-23所示。初始情况下，信号noise将覆盖滤波后的信号blnoise，但是这两个信号确实是被同时显示的，在主轴显示区域的上方有它们的名字。

(3)单击Selection下拉式菜单，选中信号blnoise，此时主轴显示区域的内容会被刷新。可以发现信号blnoise被显示在信号noise的上面，信号以不同的颜色显示在主轴显示区域中。注意在Selection下拉式菜单中，线条的颜色将根据所选择的颜色而作出相应的改变。改变后的结果如图6-24所示。

注意:在Selection下拉式菜单显示的信号是当前被激活的信号。当进行演奏，或使用标尺时，所操作的对象就是这个被激活的信号。

(4)如果想听听激活信号的演奏效果，可以单击Options菜单中的Play选项。

(5)如果希望聆听其他信号的演奏效果，可以通过步骤(3)来进行选择，也可以直接在主轴显示区域中点击感兴趣的信号。

(6)在打印这两个信号之前，将信号noise的线条显示颜色设定为灰色(gray)，信号blnoise的线条显示颜色设定为白色(white)，这样就可以通过线条控制来增加这两个信号之间的对比度。

单击SPTool窗口的FIlt菜单中的Preferences对话框，然后选中Signal Browser控制面板。在这个面板中选择禁止面板和标尺设置的打印。

如果需要打印图6-25所示的信号，那么在Signal Browser窗口的File菜单中选择Print选项。

5．信号频谱的比较

通过使用频谱浏览器(Spectrum Viewer)，可以显示信号的功率谱。

(1)在Signal Browser窗口的Window菜单中，选择合适的选项以激活SPTool。

(2)在SPTool窗口中，单击Signal列表中的信号noise［vector］。

(3)在Spectra面板中单击Create按钮，此时Spectrum Viewer被激活，并且在Spectra列表中产生一个与信号noise相对应的频谱对象(spect1)，但是频谱并没有被计算和显示。

(4)在Spectrum Viewer窗口中单击Apply按钮，以计算并显示spect1，此时信号noise的频谱被显示在主轴显示区域中，结果如图6-26所示。

注意:在Parameter面板中显示了信号的名字、类型及抽样频率。频谱的名字显示在Selection下拉式菜单中。

(5)在Spectrum Viewer窗口中，重新选择Window菜单中的合适选项，激活SPTool。

(6)单击SPTool窗口的Signals列表中的信号blnoise。

(7)单击Spectra面板中的Create按钮，Spectrum Viewer再次被激活，并且在Spectra列表中产生一个与信号blnoise相对应的频谱对象(spect2)。注意此时频谱并没有被计算和显示。

(8)单击Spectrum Viewer中的Apply按钮，此时blnoise的频谱显示在主轴显示区域中，结果如图6-27所示。

图6-27显示信号blnoise的频谱在750～1250之间是比较平坦的。

(9)再次激活SPTool窗口。

(10)按住Shift键，用鼠标依次选中Spectra列表中的spect1和spect2。

(11)单击Spectra面板中View按钮，激活Spectrum Viewer窗口，此时spect1和spect2被同时显示，结果如图6-28所示。

(12)如果需要选择其中的一个进行测量和编辑，可以通过两种途径，一种是使用Selection下拉式菜单，另一种是单击主轴显示区域中的对应频谱图形。注意在Selection下拉式菜单中，线条的颜色将根据所选中的信号而作出相应的改变，在Selection下拉式菜单显示的信号是当前被激活的信号，当改变参数，或使用标尺时，所操作的对象就是这个被激活的信号。

(13)在打印这两个频谱之前，使用标尺控制可以增加它们的对比度，例如可以改变线条的类型，而不止是线条的颜色，拖动标尺重新标记阻带的截止频率，然后将标尺从Track改变为Vertical。

在Spectrum Viewer窗口的File菜单中，选中Printer PREVIEW．．．选项。此时出现一个Spetrum Viewer Printer Preview窗口，如图6-29所示。在这个窗口中，可以拖动相应的图形。

如果需要打印图6-29的图形，单击Spectrum Viewer Printer Preview窗口中的Print．．．按钮。

6.1　先建立3种不同类型的数据，即信号数据、滤波器数据及功率谱数据，再利用Import to SPTool对话框，将它们分别载入SPTool工作台中。

6.2　先建立3种不同类型的数据，即信号数据、滤波器数据及功率谱数据，再利用Export对话框，将它们分别导出到MARLAB工作台中。

6.3　在FDATool工具的Filter Specifications面板中分析同一个滤波器的下列各种特性:幅值响应、相位响应、群延迟、脉冲响应、阶跃响应及零极点分布等。

6.4　使用FDATool工具设计一个最小阶次的低通FIR数字滤波器，性能指标为:通带0～1500 Hz，阻带截止频率2000 Hz，通带波动1%，阻带波动10%，采样频率为8000 Hz。