dsp. CICCompensationInterpolator

Компенсация фильтра интерполяции CIC с помощью интерполятора FIR

Описание

Можно компенсировать недостатки интерполятора CIC, а именно его провал полосы пропускания и широкую переходную область, предваряя его интерполятором компенсации. Этот системный object™ позволяет проектировать и использовать такой фильтр.

Для компенсации недостатков CIC-фильтра с помощью FIR-интерполятора:

Создать dsp.CICCompensationInterpolator 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

ciccompint = dsp. CICCompensationInterpolator

ciccompint = dsp. CICCompensationInterpolator (взаимодействие)

ciccompint = dsp. CICCompensationInterpolator (cic)

ciccompint = dsp. CICCompensationInterpolator (cic, interp)

ciccompint = dsp. CICCompensationInterpolator (___, имя, значение)

Описание

ciccompint = dsp.CICCompensationInterpolator возвращает объект System, ciccompint, который применяет FIR-интерполятор к каждому каналу входного сигнала. Используя свойства объекта, интерполяционный фильтр может быть разработан для компенсации последующего фильтра CIC.

ciccompint = dsp.CICCompensationInterpolator(interp) возвращает объект CIC compensation interpolator System, ciccompint, с InterpolationFactor свойство имеет значение interp.

ciccompint = dsp.CICCompensationInterpolator(cic) возвращает объект CIC compensation interpolator System, ciccompint, с CICRateChangeFactor, CICNumSections, и CICDifferentialDelay свойства, указанные в dsp.CICInterpolator Системный объект cic.

ciccompint = dsp.CICCompensationInterpolator(cic,interp) возвращает объект CIC compensation interpolator System, ciccompint, с CICRateChangeFactor, CICNumSections, и CICDifferentialDelay свойства, указанные в dsp.CICInterpolator Системный объект cic, и InterpolationFactor свойство имеет значение interp.

пример

ciccompint = dsp.CICCompensationInterpolator(___,Name,Value) возвращает объект интерполятора 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. Значение по умолчанию - 2.

`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 интерполяционного компенсатора
12 (по умолчанию) | целочисленный скаляр

Укажите порядок фильтра интерполяционного компенсатора как положительный целочисленный скаляр.

Зависимости

Это свойство применяется только при установке DesignForMinimumOrder свойство для false.

`InterpolationFactor` - Коэффициент интерполяции компенсатора
`2` (по умолчанию) | целочисленный скаляр

Укажите коэффициент интерполяции объекта compensator System как положительный целочисленный скаляр.

`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 - выходная частота выборки.

`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
`600000` (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 - выходная частота выборки.

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 = ciccompint (x)

Описание

пример

y = ciccompint(x) выводит увеличенные и отфильтрованные 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, интерполируя каждый канал в первом измерении.

Этот объект не поддерживает сложные неподписанные данные с фиксированной точкой.

Выходные аргументы

развернуть все

`y` - Повышенный дискретизированный и отфильтрованный сигнал
вектор | матрица

Повышенная дискретизация и отфильтрованный сигнал, возвращаемый в виде вектора или матрицы. Для входной матрицы _Ki × N результатом является выходная матрица _Ko × N, где _Ko = _Ki × L и L - коэффициент интерполяции.

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.CICCompensationInterpolator`

`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 компенсационного интерполятора CIC

Открыть сценарий в реальном времени

Проектирование интерполятора компенсации CIC. Укажите коэффициент интерполяции для 2, частоту полосы пропускания для 200 Гц, частоту полосы останова для 500 Гц и частоту входной выборки для 600 Гц.

fs = 600;
fPass = 200;
fStop = 500;

CICCompInterp = dsp.CICCompensationInterpolator('InterpolationFactor',2,'PassbandFrequency',fPass, ...
    'StopbandFrequency',fStop,'SampleRate',fs);

Постройте график импульсной характеристики. Коэффициент нулевого порядка задерживается на 6 выборок, что равно групповой задержке фильтра.

fvtool(CICCompInterp,'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(CICCompInterp,'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 интерполятора 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).

Разработка компенсационного интерполятора для существующего интерполятора CIC, имеющего шесть секций и коэффициент интерполяции 16.

CICInterp = dsp.CICInterpolator('InterpolationFactor',16, ...
    'NumSections',6);

Создайте интерполятор компенсации. Задайте коэффициент интерполяции 2, частоту входных выборок 600 Гц, частоту полосы пропускания 100 Гц и частоту полосы останова 250 Гц. Установите минимальное ослабление компонентов псевдонима в полосе останова не менее 80 дБ.

fs = 600;
fPass = 100;
fStop = 250;
ast = 80;

CICCompInterp = dsp.CICCompensationInterpolator(CICInterp, ...
    'InterpolationFactor',2,'PassbandFrequency',fPass, ...
    'StopbandFrequency',fStop,'StopbandAttenuation',ast, ...
    'SampleRate',fs);

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

FC = dsp.FilterCascade(CICCompInterp, CICInterp);

f = fvtool(CICCompInterp,CICInterp,FC, ...
    'Fs', [fs*2 fs*16*2 fs*16*2]);

f.NormalizeMagnitudeto1 = 'on';
legend(f,'CIC Compensation Interpolator','CIC Interpolator', ...
    '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 Compensation Interpolator, CIC Interpolator: Quantized, CIC Interpolator: Reference, Overall Response: Quantized, Overall Response: Reference.

Примените конструкцию к 1000-выборочному случайному входному сигналу.

x = dsp.SignalSource(fi(rand(1000,1),1,16,15),'SamplesPerFrame',100);

y = fi(zeros(32000,1),1,32,20);
for ind = 1:10
    x2 = CICCompInterp(x());
    y(((ind-1)*3200)+1:ind*3200) = CICInterp(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. CICCompensationInterpolator

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

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

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

Зависимости

InterpolationFactor - Коэффициент интерполяции компенсатора 2 (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 600000 (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 - Повышенный дискретизированный и отфильтрованный сигнал вектор | матрица

Функции объекта

Специфично для dsp.CICCompensationInterpolator

Общие для всех системных объектов

Примеры

Импульсная и частотная характеристика компенсационного интерполятора CIC

Конструкция интерполятора 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

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

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

`InterpolationFactor` - Коэффициент интерполяции компенсатора
`2` (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
`600000` (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` - Повышенный дискретизированный и отфильтрованный сигнал
вектор | матрица

Специфично для `dsp.CICCompensationInterpolator`

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.