В этом примере показано, как проектировать различные цифровые фильтры FIR и IIR с помощью designfilt функция на панели инструментов обработки сигналов ®.
Галерея предназначена для определения интересующего ответа фильтра, просмотра кода и его использования в собственном проекте. Он содержит примеры для каждого из доступных ответов фильтра, предлагаемых designfilt. Однако следует отметить, что это лишь несколько возможных способов проектирования фильтров для каждого типа ответа. Полный список наборов спецификаций см. в документации панели инструментов обработки сигналов.
Если не указано иное, в этом примере все частотные единицы находятся в герцах, а все значения пульсации и затухания находятся в децибелах.
Дизайн Equiripple
Fpass = 100; Fstop = 150; Apass = 1; Astop = 65; Fs = 1e3; d = designfilt('lowpassfir', ... 'PassbandFrequency',Fpass,'StopbandFrequency',Fstop, ... 'PassbandRipple',Apass,'StopbandAttenuation',Astop, ... 'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs); fvtool(d)
Максимально плоская конструкция
Fpass = 100; Fstop = 150; Apass = 0.5; Astop = 65; Fs = 1e3; d = designfilt('lowpassiir', ... 'PassbandFrequency',Fpass,'StopbandFrequency',Fstop, ... 'PassbandRipple',Apass,'StopbandAttenuation',Astop, ... 'DesignMethod','butter','SampleRate',Fs); fvtool(d)
Ripple in Passband и Stopband
N = 8; Fpass = 100; Apass = 0.5; Astop = 65; Fs = 1e3; d = designfilt('lowpassiir', ... 'FilterOrder',N, ... 'PassbandFrequency',Fpass, ... 'PassbandRipple',Apass,'StopbandAttenuation',Astop, ... 'SampleRate',Fs); fvtool(d)
Дизайн Equiripple
Fstop = 350; Fpass = 400; Astop = 65; Apass = 0.5; Fs = 1e3; d = designfilt('highpassfir','StopbandFrequency',Fstop, ... 'PassbandFrequency',Fpass,'StopbandAttenuation',Astop, ... 'PassbandRipple',Apass,'SampleRate',Fs,'DesignMethod','equiripple'); fvtool(d)
Максимально плоская конструкция
Fstop = 350; Fpass = 400; Astop = 65; Apass = 0.5; Fs = 1e3; d = designfilt('highpassiir','StopbandFrequency',Fstop ,... 'PassbandFrequency',Fpass,'StopbandAttenuation',Astop, ... 'PassbandRipple',Apass,'SampleRate',Fs,'DesignMethod','butter'); fvtool(d)
Ripple in Passband и Stopband
N = 8; Fpass = 400; Astop = 65; Apass = 0.5; Fs = 1e3; d = designfilt('highpassiir', ... 'FilterOrder',N, ... 'PassbandFrequency',Fpass, ... 'StopbandAttenuation',Astop,'PassbandRipple',Apass, ... 'SampleRate',Fs); fvtool(d)
Дизайн Equiripple
Fstop1 = 150; Fpass1 = 200; Fpass2 = 300; Fstop2 = 350; Astop1 = 65; Apass = 0.5; Astop2 = 65; Fs = 1e3; d = designfilt('bandpassfir', ... 'StopbandFrequency1',Fstop1,'PassbandFrequency1', Fpass1, ... 'PassbandFrequency2',Fpass2,'StopbandFrequency2', Fstop2, ... 'StopbandAttenuation1',Astop1,'PassbandRipple', Apass, ... 'StopbandAttenuation2',Astop2, ... 'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs); fvtool(d)
Аттенуации асимметричного диапазона
N = 50; Fstop1 = 150; Fpass1 = 200; Fpass2 = 300; Fstop2 = 350; Wstop1 = 3; Wstop2 = 100; Fs = 1e3; d = designfilt('bandpassfir', ... 'FilterOrder',N, ... 'StopbandFrequency1',Fstop1,'PassbandFrequency1', Fpass1, ... 'PassbandFrequency2',Fpass2,'StopbandFrequency2', Fstop2, ... 'StopbandWeight1',Wstop1,'StopbandWeight2',Wstop2, ... 'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs); fvtool(d)
Максимально плоская конструкция
Fstop1 = 150; Fpass1 = 200; Fpass2 = 300; Fstop2 = 350; Astop1 = 65; Apass = 0.5; Astop2 = 65; Fs = 1e3; d = designfilt('bandpassiir', ... 'StopbandFrequency1',Fstop1,'PassbandFrequency1', Fpass1, ... 'PassbandFrequency2',Fpass2,'StopbandFrequency2', Fstop2, ... 'StopbandAttenuation1',Astop1,'PassbandRipple', Apass, ... 'StopbandAttenuation2',Astop2, ... 'DesignMethod','butter','SampleRate', Fs); fvtool(d)
Ripple in Passband и Stopband
N = 8; Fpass1 = 200; Fpass2 = 300; Astop1 = 65; Apass = 0.5; Astop2 = 65; Fs = 1e3; d = designfilt('bandpassiir', ... 'FilterOrder',N, ... 'PassbandFrequency1', Fpass1,'PassbandFrequency2', Fpass2, ... 'StopbandAttenuation1', Astop1, 'PassbandRipple', Apass, ... 'StopbandAttenuation2', Astop2, ... 'SampleRate', Fs); fvtool(d)
Дизайн Equiripple
Fpass1 = 100; Fstop1 = 150; Fstop2 = 350; Fpass2 = 400; Apass1 = 0.5; Astop = 65; Apass2 = 0.5; Fs = 1e3; d = designfilt('bandstopfir', ... 'PassbandFrequency1',Fpass1,'StopbandFrequency1',Fstop1, ... 'StopbandFrequency2',Fstop2,'PassbandFrequency2',Fpass2, ... 'PassbandRipple1',Apass1,'StopbandAttenuation',Astop, ... 'PassbandRipple2', Apass2, ... 'DesignMethod','equiripple','SampleRate', Fs); fvtool(d)
Асимметричные пульсации полосы пропускания
N = 30; Fpass1 = 100; Fstop1 = 150; Fstop2 = 350; Fpass2 = 400; Wpass1 = 1; Wpass2 = 10; Fs = 1e3; d = designfilt('bandstopfir', ... 'FilterOrder',N, ... 'PassbandFrequency1',Fpass1,'StopbandFrequency1',Fstop1, ... 'StopbandFrequency2',Fstop2,'PassbandFrequency2',Fpass2, ... 'PassbandWeight1',Wpass1,'PassbandWeight2',Wpass2, ... 'DesignMethod','equiripple','SampleRate', Fs); fvtool(d)
Максимально плоская конструкция
Fpass1 = 100; Fstop1 = 150; Fstop2 = 350; Fpass2 = 400; Apass1 = 0.5; Astop = 65; Apass2 = 0.5; Fs = 1e3; d = designfilt('bandstopiir', ... 'PassbandFrequency1',Fpass1,'StopbandFrequency1',Fstop1, ... 'StopbandFrequency2',Fstop2,'PassbandFrequency2',Fpass2, ... 'PassbandRipple1',Apass1,'StopbandAttenuation',Astop, ... 'PassbandRipple2', Apass2, ... 'DesignMethod','butter','SampleRate', Fs); fvtool(d)
Ripple in Passband и Stopband
N = 8; Fpass1 = 125; Fpass2 = 375; Apass = 0.5; Astop = 65; Fs = 1e3; d = designfilt('bandstopiir', ... 'FilterOrder',N, ... 'PassbandFrequency1',Fpass1,'PassbandFrequency2',Fpass2, ... 'PassbandRipple',Apass,'StopbandAttenuation', Astop, ... 'SampleRate',Fs); fvtool(d)
Однополосная конструкция произвольной величины
N = 300; % Frequencies are in normalized units F1 = 0:0.01:0.18; F2 = [.2 .38 .4 .55 .562 .585 .6 .78]; F3 = 0.79:0.01:1; FreqVect = [F1 F2 F3]; % vector of frequencies % Define desired response using linear units A1 = .5+sin(2*pi*7.5*F1)/4; % Sinusoidal section A2 = [.5 2.3 1 1 -.2 -.2 1 1]; % Piecewise linear section A3 = .2+18*(1-F3).^2; % Quadratic section AmpVect = [A1 A2 A3]; d = designfilt('arbmagfir',... 'FilterOrder',N,'Amplitudes',AmpVect,'Frequencies',FreqVect,... 'DesignMethod','freqsamp'); fvtool(d,'MagnitudeDisplay','Zero-phase')
Многополосная низкочастотная конструкция со ступенчатыми уровнями ослабления на стоп-полосе
N = 150; B = 2; % Number of bands % Frequencies are in normalized units F1 = [0 .25]; % Passband F2 = [.3 .4 .401 .5 .501 .6 .601 .7 .701 .8 .801 .9 .901 1]; % Stopband A1 = ones(size(F1)); % Desired amplitudes for band 1 in linear units A2 = zeros(size(F2)); % Desired amplitudes for band 2 in linear units % Vector of weights W = 10.^([0 0 5 5 10 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35]/20); W1 = W(1:2); % Weights for band 1 W2 = W(3:end); % Weights for band 2 d = designfilt('arbmagfir', ... 'FilterOrder',N,'NumBands',B, ... 'BandFrequencies1',F1,'BandAmplitudes1',A1, ... 'BandFrequencies2',F2,'BandAmplitudes2',A2, ... 'BandWeights1',W1,'BandWeights2', W2); fvtool(d)
Дизайн с полным диапазоном
N = 41; Fs = 1e3; d = designfilt('differentiatorfir', ... 'FilterOrder',N, 'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs); fvtool(d,'MagnitudeDisplay','zero-phase','OverlayedAnalysis','phase')
Проектирование частичной области данных
N = 40; Fpass = 100; Fstop = 150; Fs = 1e3; d = designfilt('differentiatorfir', ... 'FilterOrder',N, ... 'PassbandFrequency',Fpass,'StopbandFrequency',Fstop, ... 'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs); fvtool(d,'MagnitudeDisplay','zero-phase','OverlayedAnalysis','phase')
Дизайн Equiripple
N = 40; Tw = 50; Fs = 1e3; d = designfilt('hilbertfir', ... 'FilterOrder',N,'TransitionWidth',Tw, ... 'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs); fvtool(d,'MagnitudeDisplay','Zero-phase','OverlayedAnalysis','phase')
