Галерея Filter Design

В этом примере показано, как спроектировать разнообразие КИХ и БИХ-цифровых фильтров с designfilt функция в продукте Signal Processing Toolbox®.

Галерея спроектирована для вас, чтобы идентифицировать ответ фильтра интереса, просмотреть код и использовать его в вашем собственном проекте. Это содержит примеры для каждого из доступных ответов фильтра, предлагаемых designfilt. Обратите внимание, однако, что это только несколько возможных путей, которыми можно спроектировать фильтры для каждого типа ответа. Для исчерпывающего списка наборов спецификации см. документацию Signal Processing Toolbox.

Кроме тех случаев, когда отмеченный в противном случае, в этом примере все единицы частоты находятся в герц, и вся пульсация и значения затухания находятся в децибелах.

КИХ-фильтры lowpass

Проект Equiripple

Fpass = 100;
Fstop = 150;
Apass = 1;
Astop = 65;
Fs = 1e3;

d = designfilt('lowpassfir', ...
  'PassbandFrequency',Fpass,'StopbandFrequency',Fstop, ...
  'PassbandRipple',Apass,'StopbandAttenuation',Astop, ...
  'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs);

fvtool(d)

БИХ-фильтры lowpass

Максимально плоский проект

Fpass = 100;
Fstop = 150;
Apass = 0.5;
Astop = 65;
Fs = 1e3;

d = designfilt('lowpassiir', ...
  'PassbandFrequency',Fpass,'StopbandFrequency',Fstop, ...
  'PassbandRipple',Apass,'StopbandAttenuation',Astop, ...
  'DesignMethod','butter','SampleRate',Fs);

fvtool(d)

Слегка колеблитесь в полосе пропускания и полосе задерживания

N = 8;
Fpass = 100;
Apass = 0.5;
Astop = 65;
Fs = 1e3;

d = designfilt('lowpassiir', ...
  'FilterOrder',N, ...  
  'PassbandFrequency',Fpass, ...
  'PassbandRipple',Apass,'StopbandAttenuation',Astop, ...
  'SampleRate',Fs);

fvtool(d)

КИХ-фильтры Highpass

Проект Equiripple

Fstop = 350;
Fpass = 400;
Astop = 65;
Apass = 0.5;
Fs = 1e3;

d = designfilt('highpassfir','StopbandFrequency',Fstop, ...
  'PassbandFrequency',Fpass,'StopbandAttenuation',Astop, ...
  'PassbandRipple',Apass,'SampleRate',Fs,'DesignMethod','equiripple');

fvtool(d)

БИХ-фильтры Highpass

Максимально плоский проект

Fstop = 350;
Fpass = 400;
Astop = 65;
Apass = 0.5;
Fs = 1e3;

d = designfilt('highpassiir','StopbandFrequency',Fstop ,...
  'PassbandFrequency',Fpass,'StopbandAttenuation',Astop, ...
  'PassbandRipple',Apass,'SampleRate',Fs,'DesignMethod','butter');

fvtool(d)

Слегка колеблитесь в полосе пропускания и полосе задерживания

N = 8;
Fpass = 400;
Astop = 65;
Apass = 0.5;
Fs = 1e3;

d = designfilt('highpassiir', ...
  'FilterOrder',N, ...  
  'PassbandFrequency',Fpass, ...
  'StopbandAttenuation',Astop,'PassbandRipple',Apass, ...
  'SampleRate',Fs);

fvtool(d)

Полосовые КИХ-фильтры

Проект Equiripple

Fstop1 = 150;
Fpass1 = 200;
Fpass2 = 300;
Fstop2 = 350;
Astop1 = 65;
Apass  = 0.5;
Astop2 = 65;
Fs = 1e3;

d = designfilt('bandpassfir', ...
  'StopbandFrequency1',Fstop1,'PassbandFrequency1', Fpass1, ...
  'PassbandFrequency2',Fpass2,'StopbandFrequency2', Fstop2, ...
  'StopbandAttenuation1',Astop1,'PassbandRipple', Apass, ...
  'StopbandAttenuation2',Astop2, ...
  'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs);

fvtool(d)

Асимметричные затухания полосы

N = 50;
Fstop1 = 150;
Fpass1 = 200;
Fpass2 = 300;
Fstop2 = 350;
Wstop1 = 3;
Wstop2 = 100;
Fs = 1e3;

d = designfilt('bandpassfir', ...
  'FilterOrder',N, ...
  'StopbandFrequency1',Fstop1,'PassbandFrequency1', Fpass1, ...
  'PassbandFrequency2',Fpass2,'StopbandFrequency2', Fstop2, ...
  'StopbandWeight1',Wstop1,'StopbandWeight2',Wstop2, ...
   'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs);
  
fvtool(d)

Полосовые БИХ-фильтры

Максимально плоский проект

Fstop1 = 150;
Fpass1 = 200;
Fpass2 = 300;
Fstop2 = 350;
Astop1 = 65;
Apass  = 0.5;
Astop2 = 65;
Fs = 1e3;

d = designfilt('bandpassiir', ...
  'StopbandFrequency1',Fstop1,'PassbandFrequency1', Fpass1, ...
  'PassbandFrequency2',Fpass2,'StopbandFrequency2', Fstop2, ...
  'StopbandAttenuation1',Astop1,'PassbandRipple', Apass, ...
  'StopbandAttenuation2',Astop2, ...
  'DesignMethod','butter','SampleRate', Fs);

fvtool(d)

Слегка колеблитесь в полосе пропускания и полосе задерживания

N = 8;
Fpass1 = 200;
Fpass2 = 300;
Astop1 = 65;
Apass  = 0.5;
Astop2 = 65;
Fs = 1e3;

d = designfilt('bandpassiir', ...
  'FilterOrder',N, ...
  'PassbandFrequency1', Fpass1,'PassbandFrequency2', Fpass2, ...
  'StopbandAttenuation1', Astop1, 'PassbandRipple', Apass, ...
  'StopbandAttenuation2', Astop2, ...
  'SampleRate', Fs);

fvtool(d)

КИХ-фильтры Bandstop

Проект Equiripple

Fpass1 = 100;
Fstop1 = 150;
Fstop2 = 350;
Fpass2 = 400;
Apass1 = 0.5;
Astop  = 65;
Apass2 = 0.5;
Fs = 1e3;

d = designfilt('bandstopfir', ...
  'PassbandFrequency1',Fpass1,'StopbandFrequency1',Fstop1, ...
  'StopbandFrequency2',Fstop2,'PassbandFrequency2',Fpass2, ...
  'PassbandRipple1',Apass1,'StopbandAttenuation',Astop, ...
  'PassbandRipple2', Apass2, ...
  'DesignMethod','equiripple','SampleRate', Fs);

fvtool(d)

Асимметричные неравномерности в полосе пропускания

N = 30;
Fpass1 = 100;
Fstop1 = 150;
Fstop2 = 350;
Fpass2 = 400;
Wpass1 = 1;
Wpass2  = 10;
Fs = 1e3;

d = designfilt('bandstopfir', ...
  'FilterOrder',N, ...
  'PassbandFrequency1',Fpass1,'StopbandFrequency1',Fstop1, ...
  'StopbandFrequency2',Fstop2,'PassbandFrequency2',Fpass2, ...
  'PassbandWeight1',Wpass1,'PassbandWeight2',Wpass2, ...
  'DesignMethod','equiripple','SampleRate', Fs);

fvtool(d)

БИХ-фильтры Bandstop

Максимально плоский проект

Fpass1 = 100;
Fstop1 = 150;
Fstop2 = 350;
Fpass2 = 400;
Apass1 = 0.5;
Astop  = 65;
Apass2 = 0.5;
Fs = 1e3;

d = designfilt('bandstopiir', ...
  'PassbandFrequency1',Fpass1,'StopbandFrequency1',Fstop1, ...
  'StopbandFrequency2',Fstop2,'PassbandFrequency2',Fpass2, ...
  'PassbandRipple1',Apass1,'StopbandAttenuation',Astop, ...
  'PassbandRipple2', Apass2, ...
  'DesignMethod','butter','SampleRate', Fs);

fvtool(d)

Слегка колеблитесь в полосе пропускания и полосе задерживания

N = 8;
Fpass1 = 125;
Fpass2 = 375;
Apass = 0.5;
Astop  = 65;
Fs = 1e3;

d = designfilt('bandstopiir', ...
  'FilterOrder',N, ...
  'PassbandFrequency1',Fpass1,'PassbandFrequency2',Fpass2, ...
  'PassbandRipple',Apass,'StopbandAttenuation', Astop, ...
  'SampleRate',Fs);

fvtool(d)

Произвольные КИХ-фильтры величины

Одно полоса произвольный проект величины

N = 300;

% Frequencies are in normalized units
F1 = 0:0.01:0.18;
F2 = [.2 .38 .4 .55 .562 .585 .6 .78];
F3 = 0.79:0.01:1;
FreqVect = [F1 F2 F3]; % vector of frequencies

% Define desired response using linear units
A1 = .5+sin(2*pi*7.5*F1)/4;    % Sinusoidal section
A2 = [.5 2.3 1 1 -.2 -.2 1 1]; % Piecewise linear section
A3 = .2+18*(1-F3).^2;          % Quadratic section

AmpVect = [A1 A2 A3];

d = designfilt('arbmagfir',...
  'FilterOrder',N,'Amplitudes',AmpVect,'Frequencies',FreqVect,...
  'DesignMethod','freqsamp');

fvtool(d,'MagnitudeDisplay','Zero-phase')

Многополосный проект Lowpass со ступенчатыми уровнями затухания на полосе задерживания

N = 150;
B = 2; % Number of bands
% Frequencies are in normalized units
F1 = [0 .25]; % Passband
F2 = [.3 .4 .401 .5 .501 .6 .601 .7 .701 .8 .801 .9 .901 1]; % Stopband
A1 = ones(size(F1));  % Desired amplitudes for band 1 in linear units
A2 = zeros(size(F2)); % Desired amplitudes for band 2 in linear units
% Vector of weights
W = 10.^([0 0 5 5 10 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35]/20);
W1 = W(1:2);   % Weights for band 1
W2 = W(3:end); % Weights for band 2

d = designfilt('arbmagfir', ...
  'FilterOrder',N,'NumBands',B, ...
  'BandFrequencies1',F1,'BandAmplitudes1',A1, ...
  'BandFrequencies2',F2,'BandAmplitudes2',A2, ...
  'BandWeights1',W1,'BandWeights2', W2);

fvtool(d)

КИХ-фильтры дифференциатора

Полный проект полосы

N = 41;
Fs = 1e3;

d = designfilt('differentiatorfir', ...
'FilterOrder',N, 'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs);

fvtool(d,'MagnitudeDisplay','zero-phase','OverlayedAnalysis','phase')

Частичный проект полосы

N = 40;
Fpass = 100;
Fstop = 150;
Fs = 1e3;

d = designfilt('differentiatorfir', ...
'FilterOrder',N, ...
'PassbandFrequency',Fpass,'StopbandFrequency',Fstop, ...
'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs);

fvtool(d,'MagnitudeDisplay','zero-phase','OverlayedAnalysis','phase')

Гильбертовы КИХ-фильтры

Проект Equiripple

N = 40;
Tw = 50;
Fs = 1e3;

d = designfilt('hilbertfir', ...
'FilterOrder',N,'TransitionWidth',Tw, ...
'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs);

fvtool(d,'MagnitudeDisplay','Zero-phase','OverlayedAnalysis','phase')

Смотрите также

|

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте