滤波器设计--C语言实现

本文简单介绍，在差分方程已知或滤波器框图给出的情况下，使用C语言实现滤波器的方法。

一. 对一个p阶FIR滤波器（无反馈）：

差分方程：

滤波器框图：

float fir_filt(float x, const float *b, float *s, int p)
{
y = b[0] * x;   //对输出y赋初值

for(int i = 0; i <= p; i++)   //输出
y += b[i+1] * s[i];

for(int i = p; i > 0; i++)   //更新寄存器
s[i] = s[i-1];

s[0] = x;

return y;
}

二. 对于一个IIR滤波器：

差分方程：

滤波器框图：

float IIR_filt(float x, const float *c, float *s)
{
float y = c[0] * x + s[0];   //对y赋初值（输出）

s[0] = s[1] + c[1]*x - c[3] * y;    //更新

s[1] = c[2] * x - c[4] * y;

return y;
}

三. MATLAB中，Filter函数的C语言实现

H = dsp.ColoredNoise returns a colored noise generator, H, with default settings. Calling step with the default property settings generates a pink noise signal.

An InverseFrequencyPower value of 1 generates a pink noise. This is the default value.
An InverseFrequencyPower value of 2 generates a Brownian process.
An InverseFrequencyPower value of 0 generates a white noise process with a flat PSD.
An InverseFrequencyPower value of -1 generates a blue noise process.
An InverseFrequencyPower value of -2 generates a violet (purple) noise process.

当value = 1,生成粉噪，根据粉噪生成的原理，将白噪声通过一个全极点滤波器，即可生成粉噪，这里我们讨论如何设计这个IIR全极点（All-poles）滤波器:

差分方程：

滤波器框图：

float all-pole(float *x, float *y, float *s, const float *a, int n, int p)
{
y = x - a[0] * s[0];   //对y赋初值

for(int i = 0; i < p; i++)   //输出
y -= a[i+1] * s[i+1];

for(int i = p; i > 0; i--)   //更新
s[i] = s[i-1];

s[0] = y;

return y;
}