dsp. HighpassFilter

КИХ или БИХ highpass фильтр

Описание

Система dsp.HighpassFilter object™ независимо фильтрует каждый канал входа в зависимости от времени с помощью данных спецификаций проекта. Можно установить свойство FilterType dsp.HighpassFilter к 'FIR' или 'IIR' реализовывать объект как КИХ или БИХ highpass фильтр.

Отфильтровать каждый канал вашего входа:

Создайте объект dsp.HighpassFilter и установите его свойства.
Вызовите объект с аргументами, как будто это была функция.

Чтобы узнать больше, как Системные объекты работают, смотрите то, Что Системные объекты? MATLAB.

Создание

Синтаксис

HPF = dsp.HighpassFilter

HPF = dsp.HighpassFilter(Name,Value)

Описание

HPF = dsp.HighpassFilter возвращает КИХ минимального заказа highpass фильтр, HPF, с настройками фильтра по умолчанию. Вызов объекта с настройками свойства по умолчанию фильтрует входные данные с частотой полосы задерживания 8 kHz, частотой полосы пропускания 12 kHz, затухания полосы задерживания дБ 80 и пульсации полосы пропускания дБ 0.1.

пример

HPF = dsp.HighpassFilter(Name,Value) возвращает фильтр highpass, с дополнительными свойствами, заданными одним или несколькими аргументами пары Name,Value. Name является именем свойства, и Value является соответствующим значением. Имя должно находиться внутри одинарных кавычек (' '). Можно задать несколько аргументов пары "имя-значение" в любом порядке как Name1,Value1,...,NameN,ValueN.

Свойства

развернуть все

Если в противном случае не обозначено, свойства являются ненастраиваемыми, что означает, что вы не можете изменить их значения после вызова объекта. Объекты блокируют, когда вы вызываете их, и функция release разблокировала их.

Если свойство является настраиваемым, можно изменить его значение в любое время.

Для получения дополнительной информации об изменении значений свойств смотрите Разработку системы в MATLAB Используя Системные объекты (MATLAB).

`SampleRate` — Введите частоту дискретизации
`44100` (значение по умолчанию) | положительный действительный скаляр

Введите частоту дискретизации в Гц, заданном как пара, разделенная запятой, состоящая из 'SampleRate' и положительного действительного скаляра.

Типы данных: single | double

`FilterType` — Отфильтруйте тип
`'FIR'` (значение по умолчанию) | `'IIR'`

Отфильтруйте тип, заданный как одна из следующих опций:

'FIR' — Объект разрабатывает КИХ highpass фильтр.
'IIR' — Объект разрабатывает БИХ highpass (biquad) фильтр.

`DesignForMinimumOrder` — Проект фильтра минимального заказа
`true` (значение по умолчанию) | `false`

Проект фильтра минимального заказа, заданный как пара, разделенная запятой, состоящая из 'DesignForMinimumOrder' и логического значения. Если этим свойством является true, то фильтры проектов dsp.HighpassFilter с минимальным заказом, который встречает частоте полосы пропускания, частоте полосы задерживания, пульсации полосы пропускания и спецификациям затухания полосы задерживания. Установите эти спецификации с помощью соответствующих свойств. Если этим свойством является false, то объектные фильтры проектов с порядком, который вы задаете в свойстве FilterOrder. Этот проект фильтра встречает частоте полосы пропускания, пульсации полосы пропускания и спецификациям затухания полосы задерживания, что вы устанавливаете использование соответствующих свойств.

`FilterOrder` — Порядок КИХ или БИХ-фильтра
`50` (значение по умолчанию) | положительный целочисленный скаляр

Порядок КИХ или БИХ-фильтра, заданного как пара, разделенная запятой, состоящая из 'FilterOrder' и положительного целочисленного скаляра.

Зависимости

Определение порядка фильтра только допустимо, когда значением 'DesignForMinimumOrder' является false.

`StopbandFrequency` — Отфильтруйте частоту ребра полосы задерживания
`8000` (значение по умолчанию) | действительная положительная скалярная величина

Отфильтруйте частоту ребра полосы задерживания в Гц, заданном как пара, разделенная запятой, состоящая из 'StopbandFrequency' и действительной положительной скалярной величины. Значение частоты ребра полосы задерживания в Гц должно быть меньше, чем частота полосы пропускания.

Зависимости

Можно задать частоту ребра полосы задерживания только, когда 'DesignForMinimumOrder' является true.

`PassbandFrequency` — Отфильтруйте частоту ребра полосы пропускания
`12000` (значение по умолчанию) | действительная положительная скалярная величина

Отфильтруйте частоту ребра полосы пропускания в Гц, заданном как пара, разделенная запятой, состоящая из 'PassbandFrequency' и действительной положительной скалярной величины. Значение частоты ребра полосы пропускания в Гц должно быть меньше чем половиной SampleRate и больше, чем StopbandFrequency.

`StopbandAttenuation` — Минимальное затухание в полосе задерживания
`80` (значение по умолчанию) | действительная положительная скалярная величина

Минимальное затухание в полосе задерживания в дБ, заданном как пара, разделенная запятой, состоящая из 'StopbandAttenuation' и действительной положительной скалярной величины. Минимальное затухание в значениях по умолчанию полосы задерживания к дБ 80.

`PassbandRipple` — Максимальная пульсация ответа фильтра в полосе пропускания
`0.1` (значение по умолчанию) | действительная положительная скалярная величина

Максимальная пульсация ответа фильтра в полосе пропускания, в дБ, заданном как пара, разделенная запятой, состоящая из 'PassbandRipple' и действительной положительной скалярной величины. Максимальная пульсация значений по умолчанию ответа фильтра к дБ 0.1.

Свойства фиксированной точки

`RoundingMethod` — Округление метода для выходных операций фиксированной точки
`'Floor'` (значение по умолчанию) | `'Ceiling'` | `'Convergent'` | `'Nearest'` | `'Round'` | `'Simplest'` | `'Zero'`

Округление метода для выходных операций фиксированной точки, заданных как вектор символов. Для получения дополнительной информации об округляющихся режимах смотрите Точность и Область значений.

`CoefficientsDataType` — Word и дробные длины коэффициентов
`numerictype([],16)` (значение по умолчанию) | объект `numerictype`

Word и дробные длины коэффициентов, заданных как объект numerictype. Значение по умолчанию, numerictype(1,16) соответствует числовому текстовому объекту со знаком с 16-битными коэффициентами и дробной длиной, определенной на основе содействующих значений, чтобы дать самую лучшую точность.

Это свойство не является настраиваемым.

Размер слова вывода - то же самое как размер слова входа. Дробная продолжительность вывода вычисляется таким образом, что целый динамический диапазон вывода может быть представлен без переполнения. Для получения дополнительной информации о том, как дробная продолжительность вывода вычисляется, см. Правила Точности Фиксированной точки для Предотвращения Переполнения в КИХ-Фильтрах.

Использование

Для версий ранее, чем R2016b, используйте функцию step, чтобы запустить алгоритм Системного объекта. Аргументы к step являются объектом, который вы создали, сопровождаемый аргументами, показанными в этом разделе.

Например, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполняют эквивалентные операции.

Синтаксис

y = HPF(x)

Описание

пример

y = HPF(x) highpass фильтрует входной сигнал, x. y является highpass-отфильтрованной версией x.

Входные параметры

развернуть все

`x` Шумный ввод данных
вектор | матрица

Шумный ввод данных, заданный как вектор или матрица. Если входной сигнал является матрицей, каждый столбец матрицы обработан как независимый канал. Количество строк во входном сигнале обозначает длину канала. Этот объект принимает входные параметры переменного размера. После того, как объект заблокирован, можно изменить размер каждого входного канала, но вы не можете изменить количество каналов.

Выходные аргументы

развернуть все

`y` — Filtered вывод
вектор | матрица

Фильтрованный выходной параметр, возвращенный как вектор или матрица. Вывод имеет тот же размер, тип данных и характеристики сложности как вход.

Функции объекта

Чтобы использовать объектную функцию, задайте Системный объект как первый входной параметр. Например, чтобы выпустить системные ресурсы Системного объекта под названием obj, используйте этот синтаксис:

release(obj)

развернуть все

Характерный для dsp.HighpassFilter

`freqz`	Частотная характеристика фильтра
`fvtool`	Визуализируйте частотную характеристику фильтров DSP
`impz`	Импульсный ответ дискретного времени фильтрует Системный объект
`info`	Информация о Системном объекте фильтра
`coeffs`	Отфильтруйте коэффициенты
`cost`	Оценка стоится за реализацию Системных объектов фильтра
`grpdelay`	Ответ групповой задержки дискретного времени фильтрует Системный объект
`generatehdl`	Сгенерируйте HDL-код для квантованного фильтра DSP (требует Filter Design HDL Coder),
`measure`	Измерьте характеристики частотной характеристики Системного объекта фильтра

Характерный для всех системных объектов

`step`	Запустите алгоритм Системного объекта
`release`	Высвободите средства и позвольте изменения в значениях свойств Системного объекта и введите характеристики
`reset`	Сбросьте внутренние состояния Системного объекта

Примеры

развернуть все

Импульс и частотная характеристика КИХ и БИХ фильтры Highpass

Скрипт Open Live Script

Создайте КИХ минимального заказа highpass фильтр для данных, выбранных на уровне 44,1 кГц. Задайте частоту полосы пропускания 12 кГц, частоту полосы задерживания 8 кГц, пульсацию полосы пропускания 0,1 дБ и затухание полосы задерживания 80 дБ.

Fs = 44.1e3; 
filtertype = 'FIR';
Fpass = 12e3;
Fstop = 8e3; 
Rp = 0.1;
Astop = 80;
FIRHPF = dsp.HighpassFilter('SampleRate',Fs,...
                             'FilterType',filtertype,...
                             'PassbandFrequency',Fpass,...
                             'StopbandFrequency',Fstop,...
                             'PassbandRipple',Rp,...
                             'StopbandAttenuation',Astop);

Разработайте БИХ минимального заказа highpass фильтр с теми же свойствами как КИХ highpass фильтр. Используйте clone, чтобы создать системный объект с теми же свойствами как КИХ фильтр Highpass. Измените свойство FilterType клонированного фильтра к IIR.

IIRHPF = clone(FIRHPF);
IIRHPF.FilterType = 'IIR';

Постройте импульсный ответ КИХ highpass фильтр. Нулевой коэффициент порядка задерживается 19 выборками, который равен групповой задержке фильтра. КИХ highpass фильтр является причинным КИХ-фильтром

fvtool(FIRHPF,'Analysis','impulse')

Постройте импульсный ответ БИХ highpass фильтр.

fvtool(IIRHPF,'Analysis','impulse')

Постройте значение и фазовый отклик КИХ highpass фильтр.

fvtool(FIRHPF,'Analysis','freq')

Постройте значение и фазовый отклик БИХ highpass фильтр.

fvtool(IIRHPF,'Analysis','freq')

Вычислите стоимость реализации КИХ highpass фильтр.

cost(FIRHPF)

ans = struct with fields:
                  NumCoefficients: 39
                        NumStates: 38
    MultiplicationsPerInputSample: 39
          AdditionsPerInputSample: 38

Вычислите стоимость реализации БИХ highpass фильтр. БИХ-фильтр более эффективен, чтобы реализовать, чем его КИХ-дубликат.

cost(IIRHPF)

ans = struct with fields:
                  NumCoefficients: 18
                        NumStates: 14
    MultiplicationsPerInputSample: 18
          AdditionsPerInputSample: 14

Вычислите групповую задержку КИХ highpass фильтр.

grpdelay(FIRHPF)

Вычислите групповую задержку БИХ highpass фильтр. КИХ-фильтр имеет постоянную групповую задержку (линейная фаза), в то время как ее БИХ-дубликат не делает.

grpdelay(IIRHPF)

Отфильтруйте Белый Гауссов Шум с БИХ фильтр Highpass

Открыть скрипт

Примечание: Этот пример запускается только в R2016b или позже. Если вы используете более ранний релиз, заменяете каждый вызов функции с эквивалентным синтаксисом step. Например, myObject (x) становится шагом (myObject, x).

Настройте БИХ highpass фильтр. Уровень выборки белого Гауссова шума составляет 44 100 Гц. Частота полосы пропускания фильтра составляет 12 кГц, частота полосы задерживания составляет 8 кГц, пульсация полосы пропускания составляет 0,1 дБ, и затухание полосы задерживания составляет 80 дБ.

Fs = 44.1e3;
filtertype = 'IIR';
Fpass = 12e3;
Fstop = 8e3;
Rp = 0.1;
Astop = 80;
hpf = dsp.HighpassFilter('SampleRate',Fs,...
                             'FilterType',filtertype,...
                             'PassbandFrequency',Fpass,...
                             'StopbandFrequency',Fstop,...
                             'PassbandRipple',Rp,...
                             'StopbandAttenuation',Astop);

Просмотрите ответ значения фильтра highpass.

fvtool(hpf)

Создайте спектр объект анализатора.

sa = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',44.1e3,...
    'PlotAsTwoSidedSpectrum',false,'ShowLegend',true,'YLimits',...
           [-150 30],...
           'Title',...
           'Input Signal and Output Signal of IIR Highpass Filter');
sa.ChannelNames = {'Input','Output'};

Отфильтруйте белый Гауссов шумный входной сигнал. Просмотрите сигналы ввода и вывода с помощью спектра анализатор.

for k = 1:100
    Input = randn(1024,1);
    Output = hpf(Input);
    sa([Input,Output]);
end

Измерьте характеристики частотной характеристики фильтра Highpass

Скрипт Open Live Script

Измерьте характеристики частотной характеристики фильтра highpass. Создайте Системный объект dsp.HighpassFilter со свойствами по умолчанию. Измерьте характеристики частотной характеристики фильтра.

HPF = dsp.HighpassFilter

HPF = 
  dsp.HighpassFilter with properties:

               FilterType: 'FIR'
    DesignForMinimumOrder: true
        StopbandFrequency: 8000
        PassbandFrequency: 12000
      StopbandAttenuation: 80
           PassbandRipple: 0.1000
               SampleRate: 44100

  Show all properties

HPFMeas = measure(HPF)

HPFMeas = 
Sample Rate      : 44.1 kHz   
Stopband Edge    : 8 kHz      
6-dB Point       : 10.418 kHz 
3-dB Point       : 10.8594 kHz
Passband Edge    : 12 kHz     
Stopband Atten.  : 81.8558 dB 
Passband Ripple  : 0.08066 dB 
Transition Width : 4 kHz

Алгоритмы

развернуть все

КИХ фильтр Highpass

Когда свойство FilterType установлено в 'FIR', действия объекта dsp.HighpassFilter как КИХ highpass фильтр. В этой настройке dsp.HighpassFilter является альтернативой использованию firceqrip и firgr с dsp.FIRFilter. Этот объект уплотняет двухступенчатый процесс в один. Для проекта минимального заказа, объектное использование обобщенный КИХ-алгоритм проекта фильтра Remez. Для заданного проекта порядка объектное использование ограничило equiripple КИХ-алгоритм проекта фильтра. Разработанный фильтр затем реализован как линейный фильтр Типа 1 фазы со структурой Direct form. Можно использовать measure, чтобы проверить, что проект соответствует предписанным спецификациям.

БИХ фильтр Highpass

Когда свойство FilterType установлено в 'IIR', действия объекта dsp.HighpassFilter как БИХ highpass фильтр. В этой настройке этот объект использует эллиптический метод разработки вычислить SOS и значения шкалы, требуемые соответствовать спецификациям проекта фильтра. Объект использует SOS и значения шкалы, чтобы настроить БИХ-фильтр биквадратного уравнения Direct form I, который формирует основание БИХ-версии Системного объекта dsp.HighpassFilter. Можно использовать measure, чтобы проверить, что проект соответствует предписанным спецификациям.

Ссылки

[1] Shpak, D.J., и А. Антонайоу. "Обобщенный метод Remez для проекта КИХ цифровые фильтры". IEEE^® Transactions на Схемах и Системах. Издание 37, Выпуск 2, февраль 1990, стр 161–174.

[2] Selesnick, I.W., и К. С. Беррус. "Алгоритмы Exchange, которые дополняют алгоритм Парков-McClellan для КИХ-проекта фильтра линейной фазы". Транзакции IEEE на Схемах и Системах. Издание 44, Выпуск 2, февраль 1997, стр 137–143.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Указания и ограничения по применению:

Смотрите системные объекты в Генерации кода MATLAB (MATLAB Coder).

Эта генерация кода поддержки объектов для ARM^® Cortex^®-M и процессоров ARM Cortex-A.

Преобразование фиксированной точки
Преобразуйте алгоритмы с плавающей точкой в фиксированную точку с помощью Fixed-Point Designer™.

Смотрите также

Документация

dsp. HighpassFilter

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Свойства

SampleRate — Введите частоту дискретизации 44100 (значение по умолчанию) | положительный действительный скаляр

FilterType — Отфильтруйте тип 'FIR' (значение по умолчанию) | 'IIR'

DesignForMinimumOrder — Проект фильтра минимального заказа true (значение по умолчанию) | false

FilterOrder — Порядок КИХ или БИХ-фильтра 50 (значение по умолчанию) | положительный целочисленный скаляр

Зависимости

StopbandFrequency — Отфильтруйте частоту ребра полосы задерживания 8000 (значение по умолчанию) | действительная положительная скалярная величина

Зависимости

PassbandFrequency — Отфильтруйте частоту ребра полосы пропускания 12000 (значение по умолчанию) | действительная положительная скалярная величина

StopbandAttenuation — Минимальное затухание в полосе задерживания 80 (значение по умолчанию) | действительная положительная скалярная величина

PassbandRipple — Максимальная пульсация ответа фильтра в полосе пропускания 0.1 (значение по умолчанию) | действительная положительная скалярная величина

Свойства фиксированной точки

RoundingMethod — Округление метода для выходных операций фиксированной точки 'Floor' (значение по умолчанию) | 'Ceiling' | 'Convergent' | 'Nearest' | 'Round' | 'Simplest' | 'Zero'

CoefficientsDataType — Word и дробные длины коэффициентов numerictype([],16) (значение по умолчанию) | объект numerictype

Использование

Синтаксис

Описание

Входные параметры

x Шумный ввод данных вектор | матрица

Выходные аргументы

y — Filtered вывод вектор | матрица

Функции объекта

Примеры

Импульс и частотная характеристика КИХ и БИХ фильтры Highpass

Отфильтруйте Белый Гауссов Шум с БИХ фильтр Highpass

Измерьте характеристики частотной характеристики фильтра Highpass

Алгоритмы

КИХ фильтр Highpass

БИХ фильтр Highpass

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Преобразование фиксированной точки Преобразуйте алгоритмы с плавающей точкой в фиксированную точку с помощью Fixed-Point Designer™.

Смотрите также

Функции

Системные объекты

Темы

Представленный в R2015a

Документация DSP System Toolbox

Поддержка

`SampleRate` — Введите частоту дискретизации
`44100` (значение по умолчанию) | положительный действительный скаляр

`FilterType` — Отфильтруйте тип
`'FIR'` (значение по умолчанию) | `'IIR'`

`DesignForMinimumOrder` — Проект фильтра минимального заказа
`true` (значение по умолчанию) | `false`

`FilterOrder` — Порядок КИХ или БИХ-фильтра
`50` (значение по умолчанию) | положительный целочисленный скаляр

`StopbandFrequency` — Отфильтруйте частоту ребра полосы задерживания
`8000` (значение по умолчанию) | действительная положительная скалярная величина

`PassbandFrequency` — Отфильтруйте частоту ребра полосы пропускания
`12000` (значение по умолчанию) | действительная положительная скалярная величина

`StopbandAttenuation` — Минимальное затухание в полосе задерживания
`80` (значение по умолчанию) | действительная положительная скалярная величина

`PassbandRipple` — Максимальная пульсация ответа фильтра в полосе пропускания
`0.1` (значение по умолчанию) | действительная положительная скалярная величина

`RoundingMethod` — Округление метода для выходных операций фиксированной точки
`'Floor'` (значение по умолчанию) | `'Ceiling'` | `'Convergent'` | `'Nearest'` | `'Round'` | `'Simplest'` | `'Zero'`

`CoefficientsDataType` — Word и дробные длины коэффициентов
`numerictype([],16)` (значение по умолчанию) | объект `numerictype`

`x` Шумный ввод данных
вектор | матрица

`y` — Filtered вывод
вектор | матрица

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Преобразование фиксированной точки
Преобразуйте алгоритмы с плавающей точкой в фиксированную точку с помощью Fixed-Point Designer™.