dsp.LowpassFilter
КИХ или БИХ фильтр lowpass
Описание
dsp.LowpassFilter возразите независимо фильтрует каждый канал входа в зависимости от времени с помощью данных спецификаций проекта. Можно установить FilterType свойство dsp.LowpassFilter к 'FIR' или 'IIR' реализовывать объект как КИХ или БИХ фильтр lowpass.
Отфильтровать каждый канал вашего входа:
Создайте
dsp.LowpassFilterобъект и набор 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
Описание
LPF = dsp.LowpassFilterLPF, с настройками фильтра по умолчанию. Вызов объекта с настройками свойства по умолчанию фильтрует входные данные с частотой полосы пропускания 8 kHz, частота полосы задерживания 12 kHz, неравномерность в полосе пропускания 0.1 дБ и затухание в полосе задерживания 80 дБ.
LPF = dsp.LowpassFilter(Name,Value)Name,Value парные аргументы. Name имя свойства и Value соответствующее значение. Name должен появиться в одинарных кавычках (''). Можно задать несколько аргументов пары "имя-значение" в любом порядке как Name1,Value1,...,NameN,ValueN.
Свойства
Использование
Синтаксис
Входные параметры
Выходные аргументы
Функции объекта
Чтобы использовать объектную функцию, задайте Систему object™ как первый входной параметр. Например, чтобы выпустить системные ресурсы Системного объекта под названием obj, используйте этот синтаксис:
release(obj)
Примеры
Импульсная и частотная характеристика КИХ и БИХ фильтры Lowpass
Создайте КИХ минимального порядка фильтр lowpass для данных, произведенных на уровне 44,1 кГц. Задайте частоту полосы пропускания 8 кГц, частоту полосы задерживания 12 кГц, неравномерность в полосе пропускания 0,1 дБ и затухание в полосе задерживания 80 дБ.
Fs = 44.1e3; filtertype = 'FIR'; Fpass = 8e3; Fstop = 12e3; Rp = 0.1; Astop = 80; FIRLPF = dsp.LowpassFilter('SampleRate',Fs, ... 'FilterType',filtertype, ... 'PassbandFrequency',Fpass, ... 'StopbandFrequency',Fstop, ... 'PassbandRipple',Rp, ... 'StopbandAttenuation',Astop);
Спроектируйте БИХ минимального порядка фильтр lowpass с теми же свойствами как КИХ фильтр lowpass. Измените FilterType свойство клонированного фильтра к IIR.
IIRLPF = clone(FIRLPF);
IIRLPF.FilterType = 'IIR';Постройте импульсную характеристику КИХ фильтр lowpass. Коэффициент нулевого порядка задерживается 19 выборками, который равен групповой задержке фильтра. КИХ фильтр lowpass является причинным КИХ-фильтром.
fvtool(FIRLPF,'Analysis','impulse')
Постройте импульсную характеристику БИХ фильтр lowpass.
fvtool(IIRLPF,'Analysis','impulse')
Постройте величину и фазовый отклик КИХ фильтр lowpass.
fvtool(FIRLPF,'Analysis','freq')
Постройте величину и фазовый отклик БИХ фильтр lowpass.
fvtool(IIRLPF,'Analysis','freq')
Вычислите стоимость реализации КИХ фильтр lowpass.
cost(FIRLPF)
ans = struct with fields:
NumCoefficients: 39
NumStates: 38
MultiplicationsPerInputSample: 39
AdditionsPerInputSample: 38
Вычислите стоимость реализации БИХ фильтр lowpass. БИХ-фильтр более эффективен, чтобы реализовать, чем КИХ-фильтр.
cost(IIRLPF)
ans = struct with fields:
NumCoefficients: 18
NumStates: 14
MultiplicationsPerInputSample: 18
AdditionsPerInputSample: 14
Вычислите групповую задержку КИХ фильтр lowpass.
grpdelay(FIRLPF)
Вычислите групповую задержку БИХ фильтр lowpass. КИХ-фильтр имеет постоянную групповую задержку (линейная фаза), в то время как ее БИХ-дубликат не делает.
grpdelay(IIRLPF)
Отфильтруйте сигнал белого Гауссова шума с фильтром Lowpass
Создайте фильтр lowpass со свойствами по умолчанию.
LPF = dsp.LowpassFilter;
Создайте спектр объект анализатора.
hSA = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',44.1e3,... 'PlotAsTwoSidedSpectrum',false,'ShowLegend',true,'YLimits',... [-150 30],... 'Title',... 'Input Signal and Output Signal of Lowpass Filter'); hSA.ChannelNames = {'Input','Output'};
Реализуйте step на LPF отфильтровать белый Гауссов шумный входной сигнал. Просмотрите сигналы ввода и вывода с помощью спектра анализатор.
for k = 1:100 Input = randn(1024,1); Output = step(LPF,Input); step(hSA,[Input,Output]); end
Отфильтруйте белый Гауссов шум
Примечание: Этот пример запускается только в R2016b или позже. Если вы используете более ранний релиз, заменяете каждый вызов функции с эквивалентным step синтаксис. Например, myObject (x) становится шагом (myObject, x).
Настройте БИХ фильтр lowpass. Уровень выборки белого Гауссова шума составляет 44 100 Гц. Частота полосы пропускания фильтра составляет 8 кГц, частота полосы задерживания составляет 12 кГц, неравномерность в полосе пропускания составляет 0,1 дБ, и затухание в полосе задерживания составляет 80 дБ.
Fs = 44.1e3; filtertype = 'IIR'; Fpass = 8e3; Fstop = 12e3; Rp = 0.1; Astop = 80; LPF = dsp.LowpassFilter('SampleRate',Fs,... 'FilterType',filtertype,... 'PassbandFrequency',Fpass,... 'StopbandFrequency',Fstop,... 'PassbandRipple',Rp,... 'StopbandAttenuation',Astop);
Просмотрите ответ величины фильтра lowpass.
fvtool(LPF)
Создайте спектр объект анализатора.
hSA = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',44.1e3,... 'PlotAsTwoSidedSpectrum',false,'ShowLegend',true,'YLimits',... [-150 30],... 'Title',... 'Input Signal and Output Signal of IIR Lowpass Filter'); hSA.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 = LPF(Input); hSA([Input,Output]); end
Измерьте характеристики частотной характеристики фильтра Lowpass
Измерьте характеристики частотной характеристики фильтра lowpass. Создайте dsp.LowpassFilter Системный объект со свойствами по умолчанию. Измерьте характеристики частотной характеристики фильтра.
LPF = dsp.LowpassFilter
LPF =
dsp.LowpassFilter with properties:
FilterType: 'FIR'
DesignForMinimumOrder: true
PassbandFrequency: 8000
StopbandFrequency: 12000
PassbandRipple: 0.1000
StopbandAttenuation: 80
SampleRate: 44100
Show all properties
LPFMeas = measure(LPF)
LPFMeas = Sample Rate : 44.1 kHz Passband Edge : 8 kHz 3-dB Point : 9.1311 kHz 6-dB Point : 9.5723 kHz Stopband Edge : 12 kHz Passband Ripple : 0.08289 dB Stopband Atten. : 81.6141 dB Transition Width : 4 kHz
Алгоритмы
Ссылки
[1] Shpak, D.J., и А. Антонайоу. "Обобщенный метод Remez для проекта КИХ-цифровых фильтров". 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 проекта КИХ-фильтра линейной фазы". Транзакции IEEE на Схемах и Системах. Издание 44, Выпуск 2, февраль 1997, стр 137–143.