fdesign.highpass

Объект спецификации фильтров Highpass

Синтаксис

D = fdesign.highpass D = fdesign.highpass(SPEC) D = fdesign.highpass(SPEC,specvalue1,specvalue2,...) D = fdesign.highpass(specvalue1,specvalue2,specvalue3, specvalue4) D = fdesign.highpass(...,Fs) D = fdesign.highpass(...,MAGUNITS)

Описание

D = fdesign.highpass создает highpass объект спецификации фильтров D, применяя значения по умолчанию для спецификации, 'Fst,Fp,Ast,Ap'.

D = fdesign.highpass(SPEC) объект D построений и устанавливает Specification свойство к SPEC. Записи в SPEC представляйте различные функции ответа фильтра, такие как порядок фильтра, которые управляют созданием фильтра. Действительные доступы для SPEC показаны ниже. Эти записи не являются чувствительными к регистру.

Примечание

Записи спецификации, отмеченные звездочкой, требуют программного обеспечения DSP System Toolbox™.

'Fst,Fp,Ast,Ap' (spec по умолчанию)
'N,F3db'
'N,F3db,Ap' *
'N,F3db,Ast' *
'N,F3db,Ast,Ap' *
'N,F3db,Fp *
'N,Fc'
'N,Fc,Ast,Ap'
'N,Fp,Ap'
'N,Fp,Ast,Ap'
'N,Fst,Ast'
'N,Fst,Ast,Ap'
'N,Fst,F3db' *
'N,Fst,Fp'
'N,Fst,Fp,Ap' *
'N,Fst,Fp,Ast' *
'Nb,Na,Fst,Fp' *

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 Fst и Fp области перехода, где ответ фильтра явным образом не задан.

Методы создания фильтра, которые применяются к highpass изменению объекта спецификации фильтров в зависимости от SpecificationИспользование designmethods определить, какой метод разработки применяется к объекту и его спецификации.

Использование designopts определить, какие проектные решения допустимы для данного метода разработки. Для получения дальнейшей информации на проектных решениях для данного метода разработки, METHOD, введите help(D,METHOD) в командной строке MATLAB^®.

D = fdesign.highpass(SPEC,specvalue1,specvalue2,...) создает объект d и устанавливает его значения спецификации во время создания.

D = fdesign.highpass(specvalue1,specvalue2,specvalue3, specvalue4) создает объект D с Specification по умолчанию свойство и значения вы вводите для specvalue1,specvalue2,....

D = fdesign.highpass(...,Fs) обеспечивает частоту дискретизации для объекта спецификации фильтров. Fs находится в Гц и должен быть задан как скаляр, запаздывающий другие введенные численные значения. Если вы задаете частоту дискретизации, все другие технические требования частоты находятся в Гц.

D = fdesign.highpass(...,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 MAGUNITS 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.

Примеры

свернуть все

Спроектируйте фильтр Баттерворта

Скрипт Open Live Script

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)

Figure Filter Visualization Tool - Magnitude Response (dB) contains an axes and other objects of type uitoolbar, uimenu. The axes with title Magnitude Response (dB) contains 2 objects of type line.

Фильтр Highpass

Создайте highpass объект спецификации создания фильтра использование fdesign.highpass. Задайте порядок быть 7 и частота на 3 дБ, чтобы быть $0.6 π$ 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

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)

Figure Filter Visualization Tool - Magnitude Response (dB) contains an axes and other objects of type uitoolbar, uimenu. The axes with title Magnitude Response (dB) contains 2 objects of type line.

Фильтрация Highpass синусоид

Скрипт Open Live Script

Highpass фильтруют сигнал дискретного времени, состоящий из двух синусоид.

Создайте highpass объект спецификации фильтров. Задайте частоту полосы пропускания, чтобы быть 0.25π рад/отсчет и частота полосы задерживания, чтобы быть 0.15π рад/отсчет. Задайте 1 дБ допустимой неравномерности в полосе пропускания и затухание в полосе задерживания 60 дБ.

d = fdesign.highpass('Fst,Fp,Ast,Ap',0.15,0.25,60,1);

Запросите допустимые методы разработки для своего объекта спецификации фильтров.

designmethods(d)

Design Methods for class fdesign.highpass (Fst,Fp,Ast,Ap):


butter
cheby1
cheby2
ellip
equiripple
ifir
kaiserwin

Создайте КИХ equiripple, фильтруют и просматривают ответ величины фильтра с FVTool.

Hd = design(d,'equiripple');
fvtool(Hd)

Figure Filter Visualization Tool - Magnitude Response (dB) contains an axes and other objects of type uitoolbar, uimenu. The axes with title Magnitude Response (dB) contains 2 objects of type line.

Создайте сигнал, состоящий из суммы двух синусоид дискретного времени с частотами π/8 и π/4 рад/отсчета и амплитуд 1 и 0.25 соответственно. Отфильтруйте сигнал дискретного времени с КИХ equiripple объект фильтра.

n = 0:159;
x = cos(pi/8*n)+0.25*sin(pi/4*n);
y = filter(Hd,x);

Постройте исходные и отфильтрованные сигналы в частотном диапазоне.

freq = 0:(2*pi)/160:pi;
xdft = fft(x);
ydft = fft(y);

plot(freq/pi,abs(xdft(1:length(x)/2+1)))
hold on
plot(freq/pi,abs(ydft(1:length(y)/2+1)),'r','linewidth',2)
hold off
legend('Original Signal','Lowpass Signal','Location','NorthEast')
ylabel('Magnitude')
xlabel('Normalized Frequency (\times\pi rad/sample)')

Figure contains an axes. The axes contains 2 objects of type line. These objects represent Original Signal, Lowpass Signal.

Метод окна проект Highpass

Скрипт Open Live Script

Создайте фильтр порядка 10 с частотой на 6 дБ 9,6 кГц и частоты дискретизации 48 кГц. Посмотрите на доступные методы разработки.

d=fdesign.highpass('N,Fc',10,9600,48000);
designmethods(d)

Design Methods for class fdesign.highpass (N,Fc):


window

Единственный доступный метод является методом окна FIR. Спроектируйте фильтр и отобразите его ответ величины.

Hd = design(d);

fvtool(Hd)

Figure Filter Visualization Tool - Magnitude Response (dB) contains an axes and other objects of type uitoolbar, uimenu. The axes with title Magnitude Response (dB) contains 2 objects of type line.

Ограничения полосы задерживания

Скрипт Open Live Script

Можно задать форму полосы задерживания и уровня, на котором затухает полоса задерживания.

Создайте двух КИХ equiripple фильтры с различными линейными наклонами полосы задерживания. Задайте частоту полосы пропускания, чтобы быть 0.3π рад/отсчет и частота полосы задерживания, чтобы быть 0.35π рад/отсчет. Задайте 1 дБ допустимой неравномерности в полосе пропускания и затухание в полосе задерживания 60 дБ. Спроектируйте один фильтр с 20 дБ / (рад/отсчет) наклон полосы задерживания и другой фильтр с наклоном 40 дБ / (рад/отсчет).

D = fdesign.highpass('Fst,Fp,Ast,Ap',0.3,0.35,60,1);
Hd1 = design(D,'equiripple','StopBandShape','linear','StopBandDecay',20);
Hd2 = design(D,'equiripple','StopBandShape','linear','StopBandDecay',40);

Визуализируйте ответы величины фильтров.

hfvt = fvtool([Hd1 Hd2]);
legend(hfvt,'20 dB/rad/sample','40 dB/rad/sample')

Figure Filter Visualization Tool - Magnitude Response (dB) contains an axes and other objects of type uitoolbar, uimenu. The axes with title Magnitude Response (dB) contains 3 objects of type line. These objects represent 20 dB/rad/sample, 40 dB/rad/sample.

Смотрите также

design | designmethods | fdesign

Представленный в R2009a

Документация

fdesign.highpass

Синтаксис

Описание

Примеры

Спроектируйте фильтр Баттерворта

Фильтрация Highpass синусоид

Метод окна проект Highpass

Ограничения полосы задерживания

Смотрите также

Документация DSP System Toolbox

Поддержка