補償 FIR 濾波器引入的延遲

對信號進行濾波會引入延遲。這意味著相對于輸入，輸出信號在時間上有所偏移。此示例向您說明如何抵消這種影響。

有限沖激響應(yīng)濾波器經(jīng)常將所有頻率分量延遲相同的時間量。這樣，我們就很容易通過對信號進行時移處理來針對延遲進行校正。

以 500 Hz 的頻率對心電圖讀數(shù)采樣，采樣時間為 1 秒。添加隨機噪聲。重置隨機數(shù)生成器以獲得可再現(xiàn)性。

Fs = 500;
N = 500;
rng defaultxn = ecg(N)+0.25*randn([1 N]);
tn = (0:N-1)/Fs;

使用濾波器阻擋 75 Hz 以上的頻率，以消除一部分噪聲。使用?designfilt?設(shè)計一個階數(shù)為 70 的濾波器。

nfilt = 70;
Fst = 75;d = designfilt('lowpassfir','FilterOrder',nfilt, ...'CutoffFrequency',Fst,'SampleRate',Fs);

對信號進行濾波并繪圖。與原始信號相比，結(jié)果更平滑，但存在滯后。

xf = filter(d,xn);plot(tn,xn)
hold on, plot(tn,xf,'-r','linewidth',1.5), hold off
title 'Electrocardiogram'
xlabel 'Time (s)', legend('Original Signal','Filtered Signal')

使用?grpdelay?檢查濾波器造成的延遲是否等于濾波器階數(shù)的一半。

grpdelay(d,N,Fs)

delay = mean(grpdelay(d))

delay = 35

對濾波后的信號進行時移以對齊數(shù)據(jù)。刪除信號的前?delay?個采樣。刪除原始采樣和時間向量的最后?delay?個采樣。

tt = tn(1:end-delay);
sn = xn(1:end-delay);sf = xf;
sf(1:delay) = [];

對信號繪圖，并驗證它們是否對齊。

plot(tt,sn)
hold on, plot(tt,sf,'-r','linewidth',1.5), hold off
title 'Electrocardiogram'
xlabel('Time (s)'), legend('Original Signal','Filtered Shifted Signal')

另請參閱

designfilt?|?filter?|?filtfilt?|?grpdelay

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