Проектирование полосно-пропускающего фильтра
DSP System Toolbox/Фильтрация/Проекты фильтров
Этот блок приносит возможности создания фильтра filterbuilder функцию в Simulink® окружение.
Этот блок поддерживает генерацию кода SIMD. Для получения дополнительной информации смотрите Генерация кода.
Port_1 - Входной сигналВходной сигнал для фильтрации, заданный как скаляр, вектор или матрица.
Типы данных: single | double
Port_1 - Отфильтрованный выходной сигналОтфильтрованный выходной сигнал, заданный как скаляр, вектор или матрица.
Типы данных: single | double
View Filter Response - Открыть инструмент визуализации фильтраbuttonЭта кнопка открывает Инструмент визуализации фильтра (fvtool) из Signal Processing Toolbox™ продукта. Можно использовать инструмент для отображения:
Величина ответ, фазовый отклик и групповую задержку в частотный диапазон.
Импульсная характеристика и переходная характеристика во временном интервале.
Информация о нуле полюсов.
Инструмент также помогает вам оценить эффективность фильтра, предоставляя информацию о порядке, устойчивости и линейности фазы фильтра. Для получения дополнительной информации о FVTool см. документацию по Signal Processing Toolbox.
Impulse response - конечная импульсная характеристика или БИХ фильтрFIR (по умолчанию) | IIRВыбор реализации FIR или IIR фильтр.
Примечание
Методы и структуры проекта для конечной импульсной характеристики фильтров не совпадают с методами и структурами для БИХ фильтров.
Order mode - Режим определения порядка фильтраMinimum (по умолчанию) | SpecifyВыберите Minimum чтобы блок реализовал фильтр с минимальным порядком. Когда вы выбираете Specifyнеобходимо ввести порядок фильтра с помощью параметра Order.
Совет
Когда вы устанавливаете Impulse response на IIR, можно задать различные порядки числителя и знаменателя. Чтобы задать другой порядок знаменателя, установите флажок Denominator order.
Order - Порядок фильтрации20 (по умолчанию) | положительное целое числоЗадайте порядок фильтра как положительное целое число.
Чтобы включить этот параметр, установите Order mode равным Specify.
Denominator order - Задайте порядок знаменателяoff (по умолчанию) | onУстановите этот флажок, чтобы задать другой порядок знаменателя. Когда вы устанавливаете этот флажок, вы можете задать порядок знаменателя как положительное целое число в полученном текстовом поле.
Чтобы включить этот параметр, установите Impulse response равным IIR и Order mode для Specify.
Filter type - Тип фильтраSingle-rate (по умолчанию) | Decimator | Interpolator | Sample-rate converterВыберите тип фильтра для реализации. Ваш выбор определяет тип фильтра и методы проекта и структуры, которые доступны для реализации фильтра.
Выбор Decimator или Interpolator активирует Decimation Factor или опции Interpolation Factor соответственно.
Выбор Sample-rate converter активирует оба фактора.
Decimation Factor - Коэффициент десятикратного уменьшения2 (по умолчанию) | положительное целое числоЗадайте коэффициент десятикратного уменьшения как положительное целое число.
Чтобы включить этот параметр, установите Filter type равным Decimator или Sample-rate converter.
Interpolation Factor - Коэффициент интерполяции2 (по умолчанию) | положительное целое числоЗадайте коэффициент интерполяции как положительное целое число.
Чтобы включить этот параметр, установите Filter type равным Interpolator или Sample-rate converter.
Frequency constraints - Ограничения частотной характеристикиPassband and stopband edges (по умолчанию) | Passband edges | Half power (3dB) frequencies | Half power (3dB) frequencies and passband width | Half power (3dB) frequencies and stopband width | Cutoff (6dB) frequenciesКогда вы устанавливаете Order mode на Specify, этот параметр позволяет вам выбрать функции фильтра, которые блок использует для определения характеристик частотной характеристики. В зависимости от Impulse response, которую вы выбираете, можно задать Frequency constraints один из:
Passband and stopband edges - Задайте частоты для ребер для стоп-полосы и полосы пропускания.
Passband edges - Для БИХ-фильтров задайте фильтр путем определения частот для ребер полосы пропускания.
Stopband edges - Для БИХ задайте фильтр путем определения частот для ребер стоповых полос.
Half power (3dB) frequencies - Для БИХ-фильтров задайте ответ фильтра путем определения местоположения точек 3 дБ. Точка 3 дБ является частотой для точки с тремя децибелами ниже значения полосы пропускания.
Half power (3dB) frequencies and passband width - Для БИХ-фильтров задайте фильтр путем определения частот для точек 3 дБ в отклике фильтра и ширины полосы пропускания.
Half power (3dB) frequencies and stopband width - Для БИХ-фильтров задайте фильтр путем определения частот для точек 3 дБ в отклике фильтра и ширины полосы остановки.
Cutoff (6dB) frequencies - Для КИХ-фильтров задайте ответ фильтра путем определения местоположения точек 6 дБ. Точка 6 дБ является частотой для точки 6 дБ ниже значения полосы пропускания.
Чтобы включить этот параметр, установите Order mode равным Specify. Доступная Frequency constraints будет зависеть от того, является ли Impulse response FIR или IIR.
Frequency units - Частотные модулиNormalized (0 to 1) (по умолчанию) | Hz | kHz | MHz | GHzИспользуйте этот параметр, чтобы определить, нормированы ли ваши настройки частоты или в абсолютной частоте. Выберите Normalized (0 to 1) для ввода частот в нормированном виде. Чтобы ввести частоты в абсолютных значениях, выберите одну из частотных модулей из выпадающего списка - Hz, kHz, MHz, или GHz.
Input sample rate - Входная частота выборки2 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаFs, заданный в модулях, выбранных для Frequency units, определяет частоту дискретизации на входе фильтра. Когда вы предоставляете входную частоту дискретизации, все частоты в спецификациях также находятся в выбранных модулях.
Чтобы включить этот параметр, установите Filter type равным Single-rate, Decimator, или Sample-rate converter и Frequency units к одному из опций модулей измерения (Hz, kHz, MHz, или GHz).
Output sample rate - Выходная частота выборки2 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаКогда вы проектируете интерполятор, Fs представляет частоту дискретизации на выходе фильтра.
Чтобы включить этот параметр, установите Filter type равным Interpolator и Frequency units к одному из опций модулей измерения (Hz, kHz, MHz, или GHz).
Stopband frequency 1 - Частота на краю конца первой полосы упора0.35 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаВведите частоту на краю конца первой области значений. Задайте значение в нормированных частотных модулях или абсолютных модулях, выбранных в Frequency units.
Passband frequency 1 - Частота на краю начала полосы пропускания0.45 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаВведите частоту на краю начала полосы пропускания. Задайте значение в нормированных частотных модулях или абсолютных модулях, выбранных для Frequency units.
Passband frequency 2 - Частота на краю конца полосы пропускания.55 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаВведите частоту на краю конца полосы пропускания. Задайте значение в нормированных частотных модулях или абсолютных модулях, выбранных в Frequency units.
Stopband frequency 2 - Частота на краю начала второй полосы упора.65 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаВведите частоту на краю начала второй полосы значений. Задайте значение в нормированных частотных модулях или абсолютных модулях, выбранных в Frequency units.
Half power (3dB) frequency 1 - Нижняя точка 3 дБ частоты.4 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаЗадайте нижнюю точку 3 дБ частоты как положительная скалярная величина между нулями и единицами.
Чтобы включить этот параметр, установите Impulse response равным IIR, Order mode к Specify, и Frequency constraints к Half power (3dB) frequencies, Half power (3dB) frequencies and passband width, или Half power (3dB) frequencies and stopband width.
Half power (3dB) frequency 2 - Точка более высокой частоты 3 дБ.6 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаЗадайте более высокую точку 3 дБ как положительная скалярная величина между нулями и единицами.
Чтобы включить этот параметр, установите Impulse response равным IIR, Order mode к Specify, и Frequency constraints к Half power (3dB) frequencies, Half power (3dB) frequencies and passband width, или Half power (3dB) frequencies and stopband width.
Cutoff (6dB) frequency 1 - Нижняя точка частоты 6 дБ.4 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаЗадайте нижнюю точку частоты 6 дБ как положительная скалярная величина между нулем и единицей.
Чтобы включить этот параметр, установите Frequency constraints равным Cutoff (6dB) frequencies.
Cutoff (6dB) frequency 2 - Точка более высокой частоты 6 дБ.6 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаЗадайте более высокую частоту 6 дБ точки как положительная скалярная величина между нулями и единицами.
Чтобы включить этот параметр, установите Frequency constraints равным Cutoff (6dB) frequencies.
Passband width - Ширина полосы пропускания.15 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаЗадайте ширину полосы пропускания как положительную скалярную величину, в модулях, соответствующих параметру Frequency units.
Чтобы включить этот параметр, установите Frequency constraints равным Half power (3dB) frequencies and passband width.
Stopband width - Ширина полосы упора.25 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаЗадайте ширину области значений как положительная скалярная величина, в модулях, соответствующих параметру Frequency units.
Чтобы включить этот параметр, установите Frequency constraints равным Half power (3dB) frequencies and stopband width.
Magnitude constraints - Ограничения величиныUnconstrained (по умолчанию) | Constrained bands | Passband ripple | Passband ripple and stopband attenuation | Stopband attenuationЗадайте ограничения величины для создания фильтра.
Чтобы включить этот параметр, установите Order mode равным Specify. Доступные опции зависят от значения параметров Frequency constraints.
Magnitude units - Модули измерения для спецификаций величиныdB (по умолчанию) | Linear | SquaredЗадайте модули для любого параметра, который вы предоставляете в спецификациях величины:
Linear - Задайте величину в линейных модулях.
dB - Задайте величину в децибелах (по умолчанию).
Squared - Задайте величину в квадратичных модулях.
Чтобы включить этот параметр, установите Order mode равным Minimum.
Stopband attenuation 1 - Ослабление фильтра в первой полосе упора60 (по умолчанию) | реальная положительная скалярная величинаВведите ослабление фильтра в первом диапазоне пробок в модулях, которые вы выбираете для Magnitude units. Значения должны быть реальными, положительными скалярами. Если вы задаете значения в линейных модулях, они должны быть меньше 1.
Чтобы включить этот параметр, установите Order mode равным Minimum.
Passband ripple - Допустимая пульсация фильтра в полосе пропускания1 (по умолчанию) | реальная положительная скалярная величинаВведите пульсацию фильтра, разрешенную в полосе пропускания, в модулях, которые вы выбираете для Magnitude units. Значения должны быть реальными, положительными скалярами. Если вы задаете значения в линейных модулях, они должны быть меньше 1.
Чтобы включить этот параметр, установите Order mode равным Minimum.
Stopband attenuation 2 - Ослабление фильтра во второй полосе упора60 (по умолчанию) | реальная положительная скалярная величинаВведите ослабление фильтра во втором диапазоне пробок в модулях, которые вы выбираете для Magnitude units. Значения должны быть реальными, положительными скалярами. Если вы задаете значения в линейных модулях, они должны быть меньше 1.
Чтобы включить этот параметр, установите Order mode равным Minimum.
Design method - Метод создания фильтраEquiripple (по умолчанию) | Kaiser window | Butterworth | Chebyshev type I | Chebyshev type II | EllipticСписок методов проекта, доступных для введенных спецификаций частоты и величины. При изменении спецификаций для фильтра, таких как изменение импульсной характеристики, изменяются и методы, доступные для проектирования фильтров. Метод проекта БИХ по умолчанию обычно Butterworth, и метод конечной импульсной характеристики по умолчанию является Equiripple.
Scale SOS filter coefficients to reduce chance of overflow - Масштабные коэффициенты фильтраon (по умолчанию) | offВыбор этого параметра направляет проект на масштабирование коэффициентов фильтра, чтобы уменьшить вероятность того, что входы или вычисления в переполнении фильтра и превысят представимую область значений фильтра. Удаление этой опции удаляет масштабирование.
Чтобы включить этот параметр, установите Impulse response равным IIR.
Density factor - Коэффициент плотности16 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаКоэффициент плотности управляет плотностью частотной сетки, над которой оптимизация метода проекта оценивает функцию отклика фильтра. Количество одинаково разнесенных точек в сетке - это значение, которое вы вводите Density factor раз filter order + 1.
Увеличение значения создает фильтр, который более близко аппроксимирует идеальный фильтр равновесия, но увеличивает время, необходимое для разработки фильтра. Значение по умолчанию 16 представляет разумный баланс между точным приближением к идеальному фильтру и временем разработки фильтра.
Чтобы включить этот параметр, установите Impulse response равным FIR и Design method к Equiripple.
Phase constraint - Ограничение фазыLinear (по умолчанию) | Maximum | MinimumЗадайте ограничение по фазе фильтра следующим Linear, Maximum, или Minimum.
Чтобы включить этот параметр, установите Impulse response равным FIR и Design method к Equiripple.
Match exactly - Соответствовать полосе пропускания, полосе остановки или обоимStopband (по умолчанию) | Passband | BothЗадает, что полученное создание фильтра соответствует полосе пропускания, полосе остановки или обеим полосам.
Чтобы включить этот параметр, установите Impulse response равным IIR.
Minimum order - Минимальный порядок фильтраAny (по умолчанию) | Even | OddКогда вы выбираете этот параметр, метод проекта определяет и проектирует фильтр минимального порядка, чтобы соответствовать вашим спецификациям.
Чтобы включить этот параметр, установите Impulse response равным FIR и Order mode к Minimum.
Structure - Структура фильтраDirect-form FIR (по умолчанию) | Direct-form FIR transposed | Direct-form symmetric FIR | Cascade minimum-multiplier allpass | Cascade wave digital filter allpass | Direct-form I SOS | Direct-form I transposed SOS | Direct-form II SOS | Direct-form II transposed SOSДля выбранных спецификаций фильтра и метода проекта этот параметр приводит список структур фильтра, доступных для реализации фильтра. По умолчанию конечная импульсная характеристика используют структуру прямой формы, а БИХ используют фильтры II прямой формы с SOS.
Use basic elements to enable filter customization - Реализуйте фильтр с базовыми блоками Simulinkoff (по умолчанию) | onУстановите этот флажок, чтобы реализовать фильтр как подсистему базовых блоков Simulink. Снимите флажок, чтобы реализовать фильтр как подсистему высокого уровня.
Реализация высокого уровня обеспечивает лучшую совместимость между различными структурами фильтра, особенно фильтрами, которые содержали бы алгебраические циклы при построении с использованием базового элемента.
При установке этого флажка блок включает следующие параметры оптимизации:
Optimize for zero gains - Завершает цепи, которые содержат Gain блоки с усилением нуля.
Optimize for unit gains - Удалите Gain блоки, которые масштабируются в единицу раз.
Optimize for delay chains - замена цепей задержки, состоящих из n единичных задержек с одной задержкой по n.
Optimize for negative gains - используйте вычитание в блоках Sum вместо отрицательного усиления в блоках Gain.
Optimize for unit-scale values - Оптимизируйте значения шкалы модулейoff (по умолчанию) | onУстановите этот флажок, чтобы масштабировать коэффициент усиления модуля между сечениями в фильтрах SOS.
Чтобы включить этот параметр, установите Impulse response равным IIR.
Rate options - Обеспечить односкоростную или разрешить многопоточную обработкуEnforce single-rate processing (по умолчанию) | Allow multirate processingКогда параметр Filter type задает многоскоростной фильтр, выберите правило обработки скорости для блока:
Enforce single-rate processing - Когда вы выбираете эту опцию, блок поддерживает частоту дискретизации входа.
Allow multirate processing - Когда вы выбираете эту опцию, блок настраивает скорость на выходе, чтобы включать увеличенное или уменьшенное количество выборок.
Чтобы включить этот параметр, установите Impulse response равным FIR и установите Filter type значение многоскоростного фильтра.
Use symbolic names for coefficients - Задайте коэффициенты с переменным MATLABoff (по умолчанию) | onУстановите этот флажок, чтобы включить спецификацию коэффициентов с помощью MATLAB® переменные. Доступные имена коэффициентов различаются в зависимости от структуры фильтра. Использование символьных имен позволяет настраивать коэффициенты фильтра в сгенерированном коде.
Типы данных |
|
Многомерные сигналы |
|
Сигналы переменного размера |
|
Блок Bandpass Filter поддерживает генерацию кода SIMD с помощью технологии Intel AVX2 в следующих условиях:
Impulse response установлено на FIR.
Filter type установлено на Single-rate.
Structure установлено на Direct-form FIR или Direct-form FIR transposed.
Use basic elements to enable filter customization параметр не выбран.
Input processing установлено на Columns as channels (frame based).
Входной сигнал имеет тип данных single или double.
Технология SIMD значительно повышает эффективность сгенерированного кода.
1. Если смысл перевода понятен, то лучше оставьте как есть и не придирайтесь к словам, синонимам и тому подобному. О вкусах не спорим.
2. Не дополняйте перевод комментариями “от себя”. В исправлении не должно появляться дополнительных смыслов и комментариев, отсутствующих в оригинале. Такие правки не получится интегрировать в алгоритме автоматического перевода.
3. Сохраняйте структуру оригинального текста - например, не разбивайте одно предложение на два.
4. Не имеет смысла однотипное исправление перевода какого-то термина во всех предложениях. Исправляйте только в одном месте. Когда Вашу правку одобрят, это исправление будет алгоритмически распространено и на другие части документации.
5. По иным вопросам, например если надо исправить заблокированное для перевода слово, обратитесь к редакторам через форму технической поддержки.