dsp. CICCompensationDecimator

Скомпенсировать фильтр прореживания CIC с помощью дециматора FIR

Описание

Можно компенсировать недостатки дециматора CIC, а именно его провал полосы пропускания и широкую переходную область, следуя за ним с компенсационным дециматором. Этот системный object™ позволяет проектировать и использовать такой фильтр.

Для компенсации недостатков фильтра CIC с помощью дециматора FIR:

Создать dsp.CICCompensationDecimator и задайте его свойства.
Вызовите объект с аргументами, как если бы это была функция.

Дополнительные сведения о работе системных объектов см. в разделе Что такое системные объекты?.

Создание

Синтаксис

ciccompdec = dsp. CICCompensationDecimator

ciccompdec = dsp. CICCompensationDecimator (децим)

ciccompdec = dsp. CICCompensationDecimator (cic)

ciccompdec = dsp. CICCompensationDecimator (cic, децим)

ciccompdec = dsp. CICCompensationDecimator (___, имя, значение)

Описание

ciccompdec = dsp.CICCompensationDecimator возвращает объект System, ciccompdec, который применяет дециматор КИХ к каждому каналу входного сигнала. Используя свойства объекта, прореживающий фильтр может быть разработан для компенсации предыдущего фильтра CIC.

ciccompdec = dsp.CICCompensationDecimator(decim) возвращает объект CIC compensation decimator System с DecimationFactor свойство имеет значение decim.

ciccompdec = dsp.CICCompensationDecimator(cic) возвращает объект CIC compensation decimator System с CICRateChangeFactor, CICNumSections, и CICDifferentialDelay свойства, указанные в dsp.CICDecimator Системный объект, cic.

ciccompdec = dsp.CICCompensationDecimator(cic,decim) возвращает объект CIC compensation decimator System, ciccompdec, с CICRateChangeFactor, CICNumSections, и CICDifferentialDelay свойства, указанные в dsp.CICDecimator Системный объект cic, и DecimationFactor свойство имеет значение decim.

пример

ciccompdec = dsp.CICCompensationDecimator(___,Name,Value) возвращает объект-прореживатель компенсации CIC с заданным значением каждого свойства. Заключите каждое имя свойства в кавычки. Этот синтаксис можно использовать с любыми предыдущими комбинациями входных аргументов.

Свойства

развернуть все

Если не указано иное, свойства не настраиваются, что означает невозможность изменения их значений после вызова объекта. Объекты блокируются при их вызове, и release функция разблокирует их.

Если свойство настраивается, его значение можно изменить в любое время.

Дополнительные сведения об изменении значений свойств см. в разделе Проектирование системы в MATLAB с использованием системных объектов.

`CICDifferentialDelay` - Дифференциальная задержка компенсируемого фильтра CIC
`1` (по умолчанию) | целочисленный скаляр

Укажите дифференциальную задержку компенсируемого фильтра CIC как положительный целочисленный скаляр.

`CICNumSections` - Количество компенсируемых секций фильтра ЦВК
`2` (по умолчанию) | целочисленный скаляр

Укажите количество скомпенсированных секций фильтра CIC как положительный целочисленный скаляр.

`CICRateChangeFactor` - Коэффициент изменения скорости компенсируемого фильтра CIC
`2` (по умолчанию) | целочисленный скаляр

Укажите коэффициент изменения скорости компенсируемого фильтра CIC как положительный целочисленный скаляр.

`DecimationFactor` - Коэффициент прореживания компенсатора
`2` (по умолчанию) | целочисленный скаляр

Укажите коэффициент прореживания объекта compensator System как положительный целочисленный скаляр.

`DesignForMinimumOrder` - Расчетный фильтр минимального или заданного порядка
`true` (по умолчанию) | `false`

Укажите, следует ли создавать фильтр минимального порядка или фильтр заданного порядка как логический скаляр. Значение по умолчанию: true, что соответствует фильтру минимального порядка.

`FilterOrder` - Порядок фильтра компенсатора прореживания
12 (по умолчанию) | целочисленный скаляр

Укажите порядок фильтра компенсатора прореживания как положительный целочисленный скаляр.

Зависимости

Это свойство применяется только при установке DesignForMinimumOrder свойство для false.

`PassbandFrequency` - Граничная частота полосы пропускания в герцах
`100000` (по умолчанию) | положительный вещественный скаляр

Укажите частоту края полосы пропускания как положительный действительный скаляр, выраженный в герцах. PassbandFrequency должно быть меньше _Fs/2, где _Fs - входная частота дискретизации.

`PassbandRipple` - Пульсация полосы пропускания фильтра в децибелах
`0.1` (по умолчанию) | положительный вещественный скаляр

Укажите пульсацию полосы пропускания фильтра как положительный действительный скаляр, выраженный в децибелах.

`SampleRate` - Частота входных выборок в герцах
`1200000` (по умолчанию) | положительный вещественный скаляр

Укажите входную частоту дискретизации как положительный действительный скаляр, выраженный в герцах.

Типы данных: single | double

`StopbandAttenuation` - Затухание полосы останова фильтра в децибелах
`60` (по умолчанию) | положительный вещественный скаляр

Задайте затухание полосы останова фильтра как положительный действительный скаляр, выраженный в децибелах.

`StopbandFrequency` - Граничная частота стоп-полосы в герцах
`400000` (по умолчанию) | положительный вещественный скаляр

Задайте частоту края полосы стоп-сигналов как положительный действительный скаляр, выраженный в герцах. StopbandFrequency должно быть меньше _Fs/2, где _Fs - входная частота дискретизации.

Свойства с фиксированной точкой

`CoefficientsDataType` - Длина коэффициентов в словах и дробях
`numerictype(1,16)` (по умолчанию) | `numerictype` объект

Длины коэффициентов в словах и дробях, указанные как подписанные или неподписанные numerictype объект. Значение по умолчанию, numerictype(1,16) соответствует знаковому объекту числового типа с 16-битовыми коэффициентами и длиной дроби, определяемой на основе значений коэффициентов, для обеспечения наилучшей возможной точности.

Это свойство невозможно настроить.

Длина слова на выходе равна длине слова на входе. Длина доли выходного сигнала вычисляется таким образом, что весь динамический диапазон выходного сигнала может быть представлен без переполнения. Дополнительные сведения о том, как вычисляется длина фракции вывода, см. в разделе Правила точности с фиксированной точкой для предотвращения переполнения в фильтрах FIR.

`RoundingMethod` - Метод округления для выходных операций с фиксированной точкой
`'Floor'` (по умолчанию) | `'Ceiling'` | `'Convergent'` | `'Nearest'` | `'Round'` | `'Simplest'` | `'Zero'`

Метод округления для выходных операций с фиксированной точкой, заданный как символьный вектор. Дополнительные сведения о режимах округления см. в разделах Точность и диапазон.

Использование

Синтаксис

y = ciccompdecim (x)

Описание

пример

y = ciccompdecim(x) возвращает отфильтрованные и пониженные значения, y, входного сигнала, x.

Входные аргументы

развернуть все

`x` - Ввод данных
вектор | матрица

Ввод данных, заданный как вектор или матрица. Объект System обрабатывает входную матрицу _Ki × N как N независимых каналов, прореживая каждый канал в первом измерении. Число входных строк, _Ki, должно быть кратным коэффициенту прореживания.

Этот объект не поддерживает сложные неподписанные данные с фиксированной точкой.

Выходные аргументы

развернуть все

`y` - Отфильтрованный и понижающий дискретизацию сигнал
вектор | матрица

Отфильтрованный и понижающий дискретизацию сигнал, возвращаемый в виде вектора или матрицы. Для входной матрицы _Ki × N результатом является выходная матрица _Ko × N, где _Ko = _Ki/M и M - коэффициент прореживания.

Функции объекта

Чтобы использовать функцию объекта, укажите объект System в качестве первого входного аргумента. Например, для освобождения системных ресурсов объекта System с именем obj, используйте следующий синтаксис:

release(obj)

развернуть все

Специфично для `dsp.CICCompensationDecimator`

`freqz`	Частотная характеристика объекта системы дискретно-временного фильтра
`fvtool`	Визуализация частотной характеристики фильтров DSP
`info`	Сведения об объекте filter System
`cost`	Оценка затрат на внедрение фильтра Объект системы
`coeffs`	Возвращает коэффициенты объекта System фильтра в структуре
`polyphase`	Многофазное разложение многоскоростного фильтра
`generatehdl`	Создание кода HDL для квантованного фильтра DSP (требуется кодер HDL конструкции фильтра)

Общие для всех системных объектов

`step`	Запустить алгоритм объекта System
`release`	Деблокирование ресурсов и разрешение изменений значений свойств объекта системы и входных признаков
`reset`	Сброс внутренних состояний объекта System

Примеры

свернуть все

Импульсная и частотная характеристика CIC Compensation Decimator

Открыть сценарий в реальном времени

Проектирование дециматора компенсации CIC. Укажите коэффициент прореживания для 2, частоту полосы пропускания - 4 кГц, частоту полосы останова - 4,5 кГц и частоту входных выборок - 16 кГц.

fs = 16e3;
fPass = 4e3;
fStop = 4.5e3;

CICCompDecim = dsp.CICCompensationDecimator('DecimationFactor',2,'PassbandFrequency',fPass, ...
    'StopbandFrequency',fStop,'SampleRate',fs);

Постройте график импульсной характеристики. Групповая задержка фильтра составляет 45,5.

fvtool(CICCompDecim,'Analysis','impulse')

Figure Filter Visualization Tool - Impulse Response contains an axes and other objects of type uitoolbar, uimenu. The axes with title Impulse Response contains an object of type stem.

Постройте график величины и фазовой характеристики.

fvtool(CICCompDecim,'Analysis','freq')

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

Конструкция дециматора компенсации

В этом примере используются:

Открыть сценарий в реальном времени

Примечание.При использовании R2016a или более ранней версии замените каждый вызов объекта синтаксисом эквивалентного шага. Например, obj(x) становится step(obj,x).

Проектирование компенсационного прореживателя для существующего прореживателя CIC, имеющего шесть секций и коэффициент прореживания 6.

CICDecim = dsp.CICDecimator('DecimationFactor',6, ...
    'NumSections',6);

Создайте прореживатель компенсации. Задайте коэффициент прореживания 2, частоту входных выборок 16 кГц, частоту полосы пропускания 4 кГц и частоту полосы останова 4,5 кГц.

fs = 16e3;
fPass = 4e3;
fStop = 4.5e3;

CICCompDecim = dsp.CICCompensationDecimator(CICDecim, ...
    'DecimationFactor',2,'PassbandFrequency',fPass, ...
    'StopbandFrequency',fStop,'SampleRate',fs);

Визуализация частотной характеристики каскада. Нормализуйте все отклики величины до 0 дБ.

filtCasc = dsp.FilterCascade(CICDecim,CICCompDecim);

f = fvtool(CICDecim, CICCompDecim, filtCasc, ...
    'Fs', [fs*6 fs fs*6]);

f.NormalizeMagnitudeto1 = 'on';
legend(f,'CIC Decimator','CIC Compensation Decimator', ...
    'Overall Response');

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 5 objects of type line. These objects represent CIC Decimator: Quantized, CIC Decimator: Reference, CIC Compensation Decimator, Overall Response: Quantized, Overall Response: Reference.

Примените конструкцию к 1200-дискретизированному случайному входному сигналу. Храните прореженные выходные данные вдоль первого размера массива Y.

x = dsp.SignalSource(fi(rand(1200,1),1,16,15),'SamplesPerFrame',120);

y = fi(zeros(100,1),1,32,20);

for ind = 1:10
    x2 = CICDecim(x());
    y(((ind-1)*10)+1:ind*10,1) = CICCompDecim(x2);
end

Алгоритмы

Ответ фильтра CIC определяется следующим образом:

$_{Hcic} (λ) {\frac{= [\frac{\sin}{(}}{RDω2) \frac{}{}} sin}^{}$ (start2)] N

R, D и N - коэффициент изменения скорости, дифференциальная задержка и количество секций фильтра CIC, соответственно.

После прореживания ответ cic имеет вид:

$_{Hcic} (λ) {\frac{= [\frac{\sin}{} (}{Dω2) \frac{}{} sin}}^{(}$ ω2R)] N

Нормализованная версия этого последнего ответа является той, которую должен компенсировать компенсатор CIC. Следовательно, отклик полосы пропускания компенсатора CIC должен принимать следующий вид:

$_{Hciccomp} (λ) {= \frac{[\frac{}{RDsin} (}{ω2R) \frac{}{} sin}}^{(} Dω2)]_{} Nfor$ ω≤ωp<π

где startp - частота полосы пропускания компенсационного фильтра CIC.

Обратите внимание, что при ω/2R ≪ δ предыдущее уравнение для Hciccomp (λ) можно упростить, используя тот факт, что sin (x) ≅ x:

$_{Hciccomp} (λ) {\frac{\approx \frac{[}{(}}{Dω2) \frac{}{sin}} (}^{} Dω2 ) {] N = \frac{[}{} sinc}^{(} Dω2)] -_{}$ Nfor ω≤ωp<π

Это предыдущее уравнение представляет собой обратное синк-приближение к истинному обратному отклику полосы пропускания фильтра CIC.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™

Примечания и ограничения по использованию:

См. Системные объекты в создании кода MATLAB (кодер MATLAB).

Этот объект поддерживает создание кода для процессоров ARM ® ^Cortex ® -M и ARM Cortex-A.

Преобразование с фиксированной точкой
Проектирование и моделирование систем с фиксированной точкой с помощью Designer™ с фиксированной точкой.

Этот объект не поддерживает сложные неподписанные данные с фиксированной точкой.

См. также

Представлен в R2014b

Документация

dsp. CICCompensationDecimator

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Свойства

CICDifferentialDelay - Дифференциальная задержка компенсируемого фильтра CIC 1 (по умолчанию) | целочисленный скаляр

CICNumSections - Количество компенсируемых секций фильтра ЦВК 2 (по умолчанию) | целочисленный скаляр

CICRateChangeFactor - Коэффициент изменения скорости компенсируемого фильтра CIC 2 (по умолчанию) | целочисленный скаляр

DecimationFactor - Коэффициент прореживания компенсатора 2 (по умолчанию) | целочисленный скаляр

DesignForMinimumOrder - Расчетный фильтр минимального или заданного порядка true (по умолчанию) | false

FilterOrder - Порядок фильтра компенсатора прореживания 12 (по умолчанию) | целочисленный скаляр

Зависимости

PassbandFrequency - Граничная частота полосы пропускания в герцах 100000 (по умолчанию) | положительный вещественный скаляр

PassbandRipple - Пульсация полосы пропускания фильтра в децибелах 0.1 (по умолчанию) | положительный вещественный скаляр

SampleRate - Частота входных выборок в герцах 1200000 (по умолчанию) | положительный вещественный скаляр

StopbandAttenuation - Затухание полосы останова фильтра в децибелах 60 (по умолчанию) | положительный вещественный скаляр

StopbandFrequency - Граничная частота стоп-полосы в герцах 400000 (по умолчанию) | положительный вещественный скаляр

Свойства с фиксированной точкой

CoefficientsDataType - Длина коэффициентов в словах и дробях numerictype(1,16) (по умолчанию) | numerictype объект

RoundingMethod - Метод округления для выходных операций с фиксированной точкой 'Floor' (по умолчанию) | 'Ceiling' | 'Convergent' | 'Nearest' | 'Round' | 'Simplest' | 'Zero'

Использование

Синтаксис

Описание

Входные аргументы

x - Ввод данных вектор | матрица

Выходные аргументы

y - Отфильтрованный и понижающий дискретизацию сигнал вектор | матрица

Функции объекта

Специфично для dsp.CICCompensationDecimator

Общие для всех системных объектов

Примеры

Импульсная и частотная характеристика CIC Compensation Decimator

Конструкция дециматора компенсации

Алгоритмы

Расширенные возможности

Создание кода C/C + + Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™

Преобразование с фиксированной точкой Проектирование и моделирование систем с фиксированной точкой с помощью Designer™ с фиксированной точкой.

См. также

Функции

Объекты

Темы

Документация по системной панели инструментов DSP

Поддержка

`CICDifferentialDelay` - Дифференциальная задержка компенсируемого фильтра CIC
`1` (по умолчанию) | целочисленный скаляр

`CICNumSections` - Количество компенсируемых секций фильтра ЦВК
`2` (по умолчанию) | целочисленный скаляр

`CICRateChangeFactor` - Коэффициент изменения скорости компенсируемого фильтра CIC
`2` (по умолчанию) | целочисленный скаляр

`DecimationFactor` - Коэффициент прореживания компенсатора
`2` (по умолчанию) | целочисленный скаляр

`DesignForMinimumOrder` - Расчетный фильтр минимального или заданного порядка
`true` (по умолчанию) | `false`

`FilterOrder` - Порядок фильтра компенсатора прореживания
12 (по умолчанию) | целочисленный скаляр

`PassbandFrequency` - Граничная частота полосы пропускания в герцах
`100000` (по умолчанию) | положительный вещественный скаляр

`PassbandRipple` - Пульсация полосы пропускания фильтра в децибелах
`0.1` (по умолчанию) | положительный вещественный скаляр

`SampleRate` - Частота входных выборок в герцах
`1200000` (по умолчанию) | положительный вещественный скаляр

`StopbandAttenuation` - Затухание полосы останова фильтра в децибелах
`60` (по умолчанию) | положительный вещественный скаляр

`StopbandFrequency` - Граничная частота стоп-полосы в герцах
`400000` (по умолчанию) | положительный вещественный скаляр

`CoefficientsDataType` - Длина коэффициентов в словах и дробях
`numerictype(1,16)` (по умолчанию) | `numerictype` объект

`RoundingMethod` - Метод округления для выходных операций с фиксированной точкой
`'Floor'` (по умолчанию) | `'Ceiling'` | `'Convergent'` | `'Nearest'` | `'Round'` | `'Simplest'` | `'Zero'`

`x` - Ввод данных
вектор | матрица

`y` - Отфильтрованный и понижающий дискретизацию сигнал
вектор | матрица

Специфично для `dsp.CICCompensationDecimator`

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™

Преобразование с фиксированной точкой
Проектирование и моделирование систем с фиксированной точкой с помощью Designer™ с фиксированной точкой.