Спецификация фильтра lowpass
D = fdesign.lowpass
D = fdesign.lowpass(SPEC)
D = fdesign.lowpass(SPEC,specvalue1,specvalue2,...)
D = fdesign.lowpass(specvalue1,specvalue2,specvalue3,specvalue4)
D = fdesign.lowpass(...,Fs)
D = fdesign.lowpass(...,MAGUNITS)
D = fdesign.lowpass создает объект спецификации фильтров lowpass D, применение значений по умолчанию для опции спецификации по умолчанию 'Fp,Fst,Ap,Ast'.
D = fdesign.lowpass(SPEC) объект D построений и устанавливает Specification свойство к записи в SPEC. Записи в SPEC представляйте различные функции ответа фильтра, такие как порядок фильтра, которые управляют созданием фильтра. Действительные доступы для SPEC показаны ниже. Опции не являются чувствительными к регистру.
Примечание
Опции технических требований, отмеченные звездочкой, требуют программного обеспечения DSP System Toolbox™.
'Fp,Fst,Ap,Ast' 'DefaultOption'
'N,F3db'
'N,F3db,Ap' *
'N,F3db,Ap,Ast' *
'N,F3db,Ast' *
'N,F3db,Fst' *
'N,Fc'
'N,Fc,Ap,Ast'
'N,Fp,Ap'
'N,Fp,Ap,Ast'
'N,Fp,Fst,Ap' *
'N,Fp,F3db' *
'N,Fp,Fst'
'N,Fp,Fst,Ast' *
'N,Fst,Ap,Ast' *
'N,Fst,Ast'
'Nb,Na,Fp,Fst' *
Технические требования фильтра определяются следующим образом:
Ap — сумма пульсации, позволенной в полосе передачи в децибелах (модули по умолчанию). Также названный Apass.
Ast — затухание в полосе задерживания в децибелах (модули по умолчанию). Также названный Astop.
F3db — частота среза для точки точки 3 дБ ниже значения полосы пропускания. Заданный в нормированных единицах частоты.
Fc — частота среза для точки точки 6 дБ ниже значения полосы пропускания. Заданный в нормированных единицах частоты.
Fp — частота в начале полосы передачи. Заданный в нормированных единицах частоты. Также названный Fpass.
Fst — частота в конце полосы задерживания. Заданный в нормированных единицах частоты. Также названный Fstop.
N — порядок фильтра.
Na и Nb порядок знаменателя и числителя.
Графически, технические требования фильтра выглядят похожими на показанных в следующем рисунке.
Области между значениями спецификации как Fp и Fst области перехода, где ответ фильтра явным образом не задан.
D = fdesign.lowpass(SPEC,specvalue1,specvalue2,...) создает объект D и устанавливает значения спецификации во время создания с помощью specvalue1, specvalue2, и так далее для всех переменных спецификации в SPEC.
D = fdesign.lowpass(specvalue1,specvalue2,specvalue3,specvalue4) создает объект D со значениями для Specification по умолчанию свойство 'Fp,Fst,Ap,Ast' с помощью технических требований вы обеспечиваете как входные параметры specvalue1,specvalue2,specvalue3,specvalue4.
D = fdesign.lowpass(...,Fs) добавляет аргумент Fs, заданный в Гц, чтобы задать частоту дискретизации, чтобы использовать. В этом случае все частоты в технических требованиях находятся в Гц также.
D = fdesign.lowpass(...,MAGUNITS) задает модули для любой спецификации величины, которую вы предоставляете во входных параметрах. MAGUNITS может быть один из
'linear' — задайте величину в линейных модулях
'dB' — задайте величину в дБ (децибелы)
'squared' — задайте величину в блоках питания
Когда вы не используете MAGNUNITS аргумент, fdesign принимает, что все величины находятся в децибелах. Обратите внимание на то, что fdesign хранилища все технические требования величины в децибелах (преобразующий в децибелы, когда необходимый) независимо от того, как вы задаете величины.
Спроектируйте фильтр Баттерворта с lowpass и highpass частотными характеристиками. Процедура создания фильтра:
Задайте технические требования создания фильтра с помощью fdesign функция.
Выберите метод разработки, обеспеченный designmethods функция.
Чтобы определить доступные проектные решения, чтобы выбрать из, используйте designoptions функция.
Спроектируйте фильтр с помощью design функция.
Фильтр lowpass
Создайте объект спецификации создания фильтра lowpass по умолчанию использование fdesign.lowpass.
designSpecs = fdesign.lowpass
designSpecs =
lowpass with properties:
Response: 'Lowpass'
Specification: 'Fp,Fst,Ap,Ast'
Description: {4x1 cell}
NormalizedFrequency: 1
Fpass: 0.4500
Fstop: 0.5500
Apass: 1
Astop: 60
Определите доступные методы разработки с помощью designmethods функция. Чтобы спроектировать фильтр Баттерворта, выберите butter.
designmethods(designSpecs,'SystemObject',true)Design Methods that support System objects for class fdesign.lowpass (Fp,Fst,Ap,Ast): butter cheby1 cheby2 ellip equiripple ifir kaiserwin multistage
При разработке фильтра можно задать дополнительные проектные решения. Просмотрите список опций с помощью designoptions функция. Эта функция также показывает варианты оформления по умолчанию использование фильтра.
designoptions(designSpecs,'butter','SystemObject',true)
ans = struct with fields:
FilterStructure: {1x6 cell}
SOSScaleNorm: 'ustring'
SOSScaleOpts: 'fdopts.sosscaling'
MatchExactly: {'passband' 'stopband'}
DefaultFilterStructure: 'df2sos'
DefaultMatchExactly: 'stopband'
DefaultSOSScaleNorm: ''
DefaultSOSScaleOpts: [1x1 fdopts.sosscaling]
Используйте design функционируйте, чтобы спроектировать фильтр. Передайте 'butter' и технические требования, данные переменной designSpecs, как входные параметры. Задайте 'matchexactly' проектное решение к 'passband'.
lpFilter = design(designSpecs,'butter','matchexactly','passband','SystemObject',true);
Визуализируйте частотную характеристику спроектированного фильтра.
fvtool(lpFilter)
Фильтр Highpass
Создайте highpass объект спецификации создания фильтра использование fdesign.highpass. Задайте порядок быть 7 и частота на 3 дБ, чтобы быть радианы/выборка.
designSpecs = fdesign.highpass('N,F3dB',7,.6); Определите доступные методы разработки. Чтобы спроектировать фильтр Баттерворта, выберите butter.
designmethods(designSpecs,'SystemObject',true)Design Methods that support System objects for class fdesign.highpass (N,F3dB): butter maxflat
При разработке фильтра можно задать дополнительные проектные решения. Просмотрите список опций с помощью designoptions функция. Эта функция также показывает варианты оформления по умолчанию использование фильтра.
designoptions(designSpecs,'butter','SystemObject',true)
ans = struct with fields:
FilterStructure: {1x6 cell}
SOSScaleNorm: 'ustring'
SOSScaleOpts: 'fdopts.sosscaling'
DefaultFilterStructure: 'df2sos'
DefaultSOSScaleNorm: ''
DefaultSOSScaleOpts: [1x1 fdopts.sosscaling]
Чтобы спроектировать фильтр Баттерворта, используйте design функционируйте и задайте 'butter' как вход. Установите 'FilterStructure' к 'cascadeallpass'.
hpFilter = design(designSpecs,'butter','FilterStructure','cascadeallpass','SystemObject',true);
Визуализируйте highpass частотную характеристику.
fvtool(hpFilter)
Фильтр lowpass сигнал дискретного времени, состоящий из двух синусоид.
Создайте объект спецификации фильтров lowpass. Задайте частоту полосы пропускания, чтобы быть рад/выборка и частота полосы задерживания, чтобы быть рад/выборка. Задайте 1 дБ допустимой неравномерности в полосе пропускания и затухание в полосе задерживания 60 дБ.
d = fdesign.lowpass('Fp,Fst,Ap,Ast',0.15,0.25,1,60);Запросите допустимые методы разработки для своего объекта спецификации фильтров, d.
designmethods(d)
Design Methods for class fdesign.lowpass (Fp,Fst,Ap,Ast): butter cheby1 cheby2 ellip equiripple ifir kaiserwin multistage
Создайте КИХ equiripple, фильтруют и просматривают ответ величины фильтра с fvtool.
Hd = design(d,'equiripple');
fvtool(Hd)
Создайте сигнал, состоящий из суммы двух синусоид дискретного времени с частотами и рад/выборка и амплитуды 1 и 0.25, соответственно. Отфильтруйте сигнал дискретного времени с КИХ equiripple объект фильтра, Hd.
n = 0:159; x = (0.25*cos((pi/8)*n)+sin((pi/4)*n)); y = filter(Hd,x);
Вычислите преобразование Фурье исходного сигнала и отфильтрованного сигнала. Проверьте, что высокочастотный компонент был отфильтрован.
freq = 0:(2*pi)/160:pi; xdft = fft(x); ydft = fft(y); figure plot(freq/pi,abs(xdft(1:length(x)/2+1))) hold on plot(freq/pi,abs(ydft(1:length(y)/2+1))) hold off legend('Original Signal','Filtered Signal') ylabel('Magnitude') xlabel('Normalized Frequency (\times\pi rad/sample)')
Создайте фильтр порядка 10 с частотой на 6 дБ 9,6 кГц и частотой дискретизации 48 кГц. Посмотрите на доступные методы разработки.
d = fdesign.lowpass('N,Fc',10,9600,48000);
designmethods(d)Design Methods for class fdesign.lowpass (N,Fc): window
Единственный допустимый метод разработки является методом окна FIR. Спроектируйте фильтр.
Hd = design(d);
Отобразите ответ величины фильтра. Точка на-6 дБ на уровне 9,6 кГц, как ожидалось.
fvtool(Hd)
Создайте КИХ equiripple фильтр с частотой полосы пропускания рад/выборка, частота полосы задерживания рад/выборка, неравномерность в полосе пропускания 1 дБ и затухание в полосе задерживания 60 дБ. Спроектируйте фильтр с линейной полосой задерживания на 20 дБ/рад/выборки.
D = fdesign.lowpass('Fp,Fst,Ap,Ast',0.2,0.25,1,60); Hd = design(D,'equiripple','StopbandShape','linear','StopbandDecay',20);
Визуализируйте частотную характеристику фильтра.
fvtool(Hd)
