Differentiator Filter

Прямой КИХ формы fullband фильтр дифференциатора

Библиотека

Фильтрация / Проекты Фильтра

dspfdesign

Описание

Блок Differentiator Filter применяет fullband фильтр дифференциатора на входной сигнал, чтобы дифференцировать все его частотные составляющие. Блок использует КИХ equiripple создание фильтра, чтобы спроектировать фильтр дифференциатора. Идеальная частотная характеристика дифференциатора $D (ω) = j ω$ для $- π \leq ω \leq π$ .

Можно спроектировать фильтр с минимальным порядком, или с задает порядок.

Входной сигнал может быть действительным - или вектор-столбец с комплексным знаком или матрица. Если входной сигнал является матрицей, каждый столбец матрицы обработан как независимый канал.

Этот блок поддерживает вход переменного размера, позволяя вам изменить длину канала в процессе моделирования. Свойства выходного порта, такие как тип данных, сложность, и размерность, идентичны свойствам входного порта. Блок поддерживает операции фиксированной точки.

Этот блок также поддерживает генерацию кода SIMD. Для получения дополнительной информации смотрите Генерацию кода.

Примеры

Оценка групповой задержки Simulink

Диалоговое окно

Основная вкладка

Design minimum order filter

Когда вы устанавливаете этот флажок, блочные конструкции фильтр с минимальным порядком, с неравномерностью в полосе пропускания, заданной в Maximum passband ripple (dB). Когда вы снимаете этот флажок, задаете порядок фильтра в Filter order.

По умолчанию этот флажок устанавливается.

Filter order

Порядок фильтра дифференциатора фильтрует в виде нечетного положительного скалярного целого числа. Можно задать порядка фильтра только, когда флажок Design minimum order filter не устанавливается. Значением по умолчанию является 31.

Maximum passband ripple (dB)

Максимальная пульсация ответа фильтра в полосе пропускания в виде действительной положительной скалярной величины в дБ. Значением по умолчанию является 0.1.

Scale filter coefficients

Когда вы устанавливаете этот флажок, коэффициенты фильтра масштабируются, чтобы сохранить входной динамический диапазон. По умолчанию этот флажок не устанавливается.

View Filter Response

Открывает инструмент визуализации фильтра (fvtool) и отображает величину и фазовый отклик блока Differentiator Filter. Ответ основан на параметрах диалогового окна блока. Изменения, внесенные в эти параметры, обновляют FVTool.

Чтобы обновить ответ величины, в то время как FVTool запускается, измените параметры диалогового окна и нажмите Apply.

Simulate using

Тип симуляции, чтобы запуститься. Можно установить этот параметр на:

Interpreted execution (значение по умолчанию)
Симулируйте модель с помощью интерпретатора MATLAB^®. Эта опция сокращает время запуска и имеет более быструю скорость симуляции, чем Code generation.
Code generation
Симулируйте модель с помощью сгенерированного кода C. В первый раз, когда вы запускаете симуляцию, Simulink^® генерирует код С для блока. Код С снова используется для последующих симуляций, пока модель не изменяется. Эта опция требует дополнительного времени запуска, но обеспечивает более быстрые последующие симуляции.

Вкладка типов данных

Rounding mode

Округление метода для выходных операций фиксированной точки. Методами округления является Ceiling, Convergentполсамый близкийвокруг, Simplest, и Zero. Значением по умолчанию является Floor.

Coefficients

Тип данных с фиксированной точкой коэффициентов в виде одного из следующего:

fixdt(1,16) (значение по умолчанию) — Тип данных с фиксированной точкой со знаком размера слова 16, с масштабированием двоичной точки. Блок решает, что дробная длина автоматически от коэффициента оценивает таким образом, что коэффициенты занимают максимальную представимую область значений без переполнения.
fixdt(1,16,0) — Тип данных с фиксированной точкой со знаком размера слова 16 и дробная длина 0. Можно изменить дробную длину в любое другое целочисленное значение.
<data type expression> — Задайте тип данных с помощью выражения, которое оценивает к объекту типа данных, например, числовой тип (fixdt([ ],16, 15)). Задайте режим знака этого типа данных как [ ] или true.
Refresh Data Type — Обновитесь к типу данных по умолчанию.

Нажмите кнопку Show data type assistant, чтобы отобразить ассистент типа данных, который помогает вам установить входной параметр этапа.

Смотрите Задают Типы данных Используя Ассистент Типа данных (Simulink) для получения дополнительной информации.

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

Поддерживаемые типы данных

Порт	Поддерживаемые типы данных
Входной параметр	Плавающая точка двойной точности Плавающая точка с одинарной точностью Фиксированная точка (подписанный или без знака)
Вывод	Плавающая точка двойной точности Плавающая точка с одинарной точностью Фиксированная точка (подписанный или без знака)

Алгоритмы

развернуть все

Фильтр дифференциатора

Дифференциатор вычисляет производную сигнала. Частотной характеристикой идеального фильтра дифференциатора дают $D (ω) = j ω$ , заданный на интервале Найквиста $- π \leq ω \leq π$ .

Частотная характеристика антисимметрична и линейно пропорциональна частоте.

dsp.Differentiator возразите действиям как фильтру дифференциатора. Этот объект уплотняет двухступенчатый процесс в один. Для проекта минимального порядка, объектное использование обобщенный КИХ-алгоритм создания фильтра Remez. Для заданного проекта порядка объект использует Парки-McClellan оптимальный equiripple КИХ-алгоритм создания фильтра. Фильтр спроектирован как линейный фильтр фазы Type-IV FIR с Прямой структурой формы.

Идеальному дифференциатору дали антисимметричную импульсную характеристику $d (n) = - d (- n)$ . Следовательно $d (0) = 0$ . Дифференциатор должен иметь нулевой ответ на нулевой частоте.

КИХ-фильтр дифференциатора линейной фазы

Импульсной характеристикой антисимметричного КИХ-фильтра линейной фазы дают $h (n) = - h (M - 1 - n)$ , где M является длиной фильтра. Поскольку фильтр антисимметричен, можно использовать этот тип КИХ-фильтра, чтобы спроектировать КИХ-дифференциаторы линейной фазы.

Рассмотрите проект КИХ-дифференциаторов линейной фазы на основе Чебышевского критерия приближения.

Если M является нечетным, частотная характеристика с действительным знаком КИХ-фильтра, _Час (ω), имеет характеристики тот _Час (0) = 0 и _Час (π) = 0. Этот фильтр удовлетворяет условию нулевого ответа на нулевой частоте. Однако это не fullband потому что _Час (π) = 0. Этот дифференциатор имеет линейный ответ по ограниченному частотному диапазону [0 2π_fp], где _fp является пропускной способностью дифференциатора. Абсолютная погрешность между желаемым ответом и Чебышевскими увеличениями приближения как ω увеличивается от 0 до 2π_fp.

Если M является четным, частотная характеристика с действительным знаком КИХ-фильтра, _Час (ω), имеет характеристики тот _Час (0) = 0 и _Час (π) ≠ 0. Этот фильтр удовлетворяет условию нулевого ответа на нулевой частоте. Это - fullband и этот проект результаты по значительно меньшей ошибке приближения, чем сопоставимые дифференциаторы нечетной длины. Следовательно, ровная длина (нечетный порядок) дифференциаторы предпочтена в практических системах.

Расширенные возможности

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

Блок Differentiator Filter поддерживает использование генерации кода SIMD технология Intel AVX2, когда входной сигнал имеет тип данных single или double.

Технология SIMD значительно улучшает производительность сгенерированного кода.

Преобразование фиксированной точки
Спроектируйте и симулируйте системы фиксированной точки с помощью Fixed-Point Designer™.

Введенный в R2015b

Документация

Differentiator Filter

Библиотека

Описание

Примеры