Фильтр IIR с подключением allpass
dsp.CoupledAllpassFilter объект реализует связанную структуру фильтра allpass, состоящую из двух фильтров allpass, соединенных параллельно. Каждая ветвь allpass может содержать несколько разделов. Общий выходной сигнал фильтра вычисляется путем сложения выходного сигнала двух соответствующих ветвей. Также может быть возвращен дополнительный второй выход, который является мощностью, комплементарной первому. Например, с точки зрения частотной области, если первый выход реализует фильтр нижних частот, то второй выход реализует дополнительный фильтр верхних частот. Для реальных сигналов комплементарный выходной сигнал мощности вычисляется путем вычитания выходного сигнала второй ветви из первой. dsp.CoupledAllpassFilter поддерживает плавающую точку с двойной и одинарной точностью и позволяет выбирать между различными структурами реализации. Этот системный object™ также поддерживает комплексные коэффициенты, многоканальный ввод переменной длины и настраиваемые значения коэффициентов фильтра.
Для фильтрации каждого канала входа:
Создать dsp.CoupledAllpassFilter 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?.
caf = dsp.CoupledAllpassFiltercaf, который фильтрует каждый канал входного сигнала независимо. Связанный фильтр allpass использует внутренние структуры и коэффициенты по умолчанию.
caf = dsp.CoupledAllpassFilter(AllpassCoeffs1,AllpassCoeffs2)caf, с Structure установить в значение 'Minimum multiplier', AllpassCoefficients1 установить в значение AllpassCoeffs1, и AllpassCoefficients2 установить в значение AllpassCoeffs2.
caf = dsp.CoupledAllpassFilter(struc,AllpassCoeffs1,AllpassCoeffs2)caf, с Structure установить в значение struc и соответствующие коэффициенты, установленные в AllpassCoeffs1 и AllpassCoeffs2. struc может быть 'Minimum multiplier' | 'Wave Digital Filter' | 'Lattice'.
caf = dsp.CoupledAllpassFilter( возвращает системный объект Connected allpass filter, Name,Value)caf, каждое свойство имеет заданное значение.
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)
Примечание.Этот пример выполняется только в R2016b или более поздних версиях. При использовании более ранней версии замените каждый вызов функции эквивалентным step синтаксис. Например, myObject (x) становится шагом (myObject, x).
Реализуйте фильтр нижних частот Баттерворта порядка 3. Используйте связанную структуру allpass с внутренней структурой минимального множителя.
Fs = 48000; % in Hz Fc = 12000; % in Hz frameLength = 1024; [b, a] = butter(3,2*Fc/Fs); AExp = [freqz(b,a,frameLength/2); NaN]; [c1, c2] = tf2ca(b,a); caf = dsp.CoupledAllpassFilter(c1(2:end),c2(2:end)); tfe = dsp.TransferFunctionEstimator('FrequencyRange', 'onesided',... 'SpectralAverages', 2); aplot = dsp.ArrayPlot('PlotType', 'Line',... 'YLimits', [-40 5],... 'YLabel', 'Magnitude (dB)',... 'SampleIncrement', Fs/frameLength,... 'XLabel', 'Frequency (Hz)',... 'Title', 'Magnitude Response',... 'ShowLegend', true,'ChannelNames',{'Actual','Expected'}); Niter = 200; for k = 1:Niter in = randn(frameLength,1); out = caf(in); A = tfe(in,out); aplot(db([A,AExp])); end
Примечание.Этот пример выполняется только в R2016b или более поздних версиях. При использовании более ранней версии замените каждый вызов функции эквивалентным step синтаксис. Например, myObject (x) становится шагом (myObject, x).
Удаление низкочастотной синусоиды с использованием эллиптической конструкции фильтра верхних частот, реализуемой через связанную структуру всех частот.
Инициализировать
Fs = 1000; f1 = 50; f2 = 100; Fpass = 70; Apass = 1; Fstop = 60; Astop = 80; filtSpecs = fdesign.highpass(Fstop,Fpass,Astop,Apass,Fs); hpSpec = design(filtSpecs,'ellip','FilterStructure','cascadeallpass',... 'SystemObject',true); frameLength = 1000; nFrames = 100; sine = dsp.SineWave('Frequency',[f1,f2],'SampleRate',Fs,... 'SamplesPerFrame',frameLength); % Input composed of two sinusoids. sa = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',Fs,'YLimits',[-150 30],... 'PlotAsTwoSidedSpectrum',false,'ShowLegend',true,... 'FrequencyResolutionMethod', 'WindowLength','WindowLength',1000,... 'FFTLengthSource', 'Property','FFTLength', 1000,... 'Title','Original (Channel 1) Filtered (Channel 2)',... 'ChannelNames',{'Original','Filtered'});
Моделировать
for k = 1:nFrames original = sum(sine(),2); % Add the two sinusoids together filtered = hpSpec(original); sa([original,filtered]); end
Спроектируйте фильтр нижних частот Баттерворта порядка 3. Используйте связанную структуру allpass с внутренней структурой минимального множителя.
Fs = 48000; % in Hz Fc = 12000; % in Hz frameLength = 1024; [b,a] = butter(3,2*Fc/Fs); AExp = [freqz(b,a,frameLength/2); NaN]; [c1,c2] = tf2ca(b,a); caf = dsp.CoupledAllpassFilter(c1(2:end),c2(2:end));
Использование 'SubbandView' вариант dsp.CoupledAllpassFilter, вы можете визуализировать выходной сигнал фильтра нижних частот, дополнительный выходной сигнал фильтра верхних частот или оба с помощью fvtool.
Для просмотра выходных данных фильтра нижних частот установите 'SubbandView' кому 1.
fvtool(caf,'SubbandView',1,'Fs',Fs)
Для просмотра выходных данных фильтра верхних частот установите 'SubbandView' кому 2.
fvtool(caf,'SubbandView',2,'Fs',Fs)
Для просмотра обоих выходов установите 'SubbandView' кому 'all', [1 2] или [1; 2].
fvtool(caf,'SubbandView','all','Fs',Fs);
Следующие три цифры суммируют основные структуры, поддерживаемые dsp.CoupledAllpassFilter.
Минимальный множитель и WDF
Решетка
Решетка с комплексными сопряженными коэффициентами
[1] Регалии, Филипп А., Митра, Санджит К. и П. П. Вайдьянатан «Цифровой всепроходный фильтр: универсальный строительный блок обработки сигналов». Материалы IEEE 1988, том 76, № 1, стр. 19-37.
[2] Митра, Санджит К. и Джеймс Ф. Кайзер, «Handbook for Digital Signal Processing» New York: John Wiley & Sons, 1993.
allpass2wdf | coeffs | cost | freqz | fvtool | getBranches | grpdelay | impz | info