编号：D479
大小：3.1M
环境：Matlab2020b
简介：该项目的主要目标是对被60Hz噪声破坏的ECG信号进行去噪。对于该任务，在Matlab和Multisim软件的帮助下，使用滤波器对信号进行去噪。这种技术非常有用，因为敏感的电子设备记录具有被噪声破坏的高风险。
方法：将损坏的信号加载到Matlab中，并分别为两个变量t和x分配信号文件的第一列和第二列数据。第一列有时间，第二列有心电图信号。使用绘图函数对信号进行绘图，以观察信号并了解其中的噪声量。使用myFFT函数，观察频率内容。这证实了噪音的频率为60Hz。
下一步是构建一个过滤器。为此，指定了一个名为fc的变量，其截止频率为60赫兹。将建立一个三阶低通滤波器。对于这个变量，N被赋值为3。然后，分子和分母的系数被赋值为变量num和den使用黄油函数。函数黄油为变量分配巴特沃斯滤波器项的分子和分母的系数。该函数的参数为：N表示滤波器的阶数，截止频率（弧度/秒）和“s”表示复数频率。使用tf函数创建了一个传递函数，并将其分配给变量H_butter。使用函数lsim将滤波器应用于信号。结果分配给变量y。绘制t与y的关系图并检查结果图。降低截止频率，直到达到期望的结果，以尽可能多地抑制噪声。在Matlab上成功构建并应用滤波器后，继续在Multisim中重新创建结果。为此，使用Matlab中的根函数找到了巴特沃斯滤波器的极点。实极点为RC电路，复极点为RLC电路。使用事实s=-1/RC并将电阻器值设置为1 kΩ, 找出了RC电路的电容值。复极点的实部等于-R/2L，虚部等于±√（（4/LC-）R^2/L^2）×1/2。将电阻器设置为1 kΩ 找出了RLC电路的电感和电容值。构建电路并使用运算放大器作为它们之间的缓冲区将它们连接起来。模拟并观察了输入信号的瞬态响应。
结果如预期。使用滤波器成功地对ECG信号进行了去噪。最终的信号具有最小的噪声，但信号的幅度从顶部和底部被切断。RC电路的电阻为1 kΩ 电阻和电容为15.92µF电容。RLC电路的电阻为1 kΩ 电阻，电感15.9155 H的电感器和电容31.83µF的电容器。
采用三阶低通滤波器去噪。之所以使用此滤波器，是因为噪声的频率较高。带通滤波器也可以工作，但对于这个特定的问题，低通滤波器就足够了。去噪后的信号的myFFT将其60Hz的噪声截止。这证实了滤波的成功。滤波器的大小似乎已截止。这可能是因为我们创建的低通滤波器具有更平滑的斜率。如果没有坡度，就不会有幅度损失。也尝试了切比雪夫滤波器，但结果与巴特沃斯滤波器相似。此外，将两个过滤器组合在一起，得到第三个过滤器。该滤波器在较高的截止频率下提供了更多的噪声降低。这可能是因为与两者相比，它是一个更高阶的过滤。似乎滤波器的阶数越高，斜率就越尖锐，对信号中不想要的频率的抑制就越尖锐。

运行展示

配套文件

我们提供完整项目文件清单如下：
文件目录
├ 1.项目源码
├ 2.运行截图
└ 3.演示视频