Bandpass Filter
Проектирование полосно-пропускающего фильтра
- Библиотека:
DSP System Toolbox/Фильтрация/Проекты фильтров
Описание
Этот блок приносит возможности создания фильтра filterbuilder функцию в Simulink® окружение.
Этот блок поддерживает генерацию кода SIMD. Для получения дополнительной информации смотрите Генерация кода.
Порты
Вход
Port_1 - Входной сигнал
скаляр | вектор | матрица
Входной сигнал для фильтрации, заданный как скаляр, вектор или матрица.
Типы данных: single | double
Выход
Port_1 - Отфильтрованный выходной сигнал
скаляр | вектор | матрица
Отфильтрованный выходной сигнал, заданный как скаляр, вектор или матрица.
Типы данных: single | double
Параметры
View Filter Response - Открыть инструмент визуализации фильтра
button
Эта 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 фильтр
FIR (по умолчанию) | IIR
Выбор 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 фильтра
Minimum (по умолчанию) | Specify
Выберите 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 фильтрации
20 (по умолчанию) | положительное целое число
Задайте порядок фильтра как положительное целое число.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Order mode равным Specify.
Denominator order - Задайте порядок знаменателя
off (по умолчанию) | on
Установите 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.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Impulse response равным IIR и Order mode для Specify.
Filter type - Тип фильтра
Single-rate (по умолчанию) | Decimator | Interpolator | Sample-rate converter
Выберите тип фильтра для реализации. Ваш выбор определяет тип фильтра и методы проекта и структуры, которые доступны для реализации фильтра.
Зависимости
Выбор
DecimatorилиInterpolatorактивирует Decimation Factor или опции Interpolation Factor соответственно.Выбор
Sample-rate converterактивирует оба фактора.
Decimation Factor - Коэффициент десятикратного уменьшения
2 (по умолчанию) | положительное целое число
Задайте коэффициент десятикратного уменьшения как положительное целое число.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Filter type равным Decimator или Sample-rate converter.
Interpolation Factor - Коэффициент интерполяции
2 (по умолчанию) | положительное целое число
Задайте коэффициент интерполяции как положительное целое число.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Filter type равным Interpolator или Sample-rate converter.
Frequency constraints - Ограничения частотной характеристики
Passband 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) frequencies
Когда 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.
Зависимости
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 модули
Normalized (0 to 1) (по умолчанию) | Hz | kHz | MHz | GHz
Используйте 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 выборки
2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Fs, 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.
Зависимости
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 выборки
2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Когда вы проектируете интерполятор, Fs представляет частоту дискретизации на выходе фильтра.
Зависимости
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 упора
0.35 (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Введите 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 пропускания
0.45 (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Введите 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 величина
Введите 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 величина
Введите 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 величина
Задайте нижнюю точку 3 дБ частоты как положительная скалярная величина между нулями и единицами.
Зависимости
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 величина
Задайте более высокую точку 3 дБ как положительная скалярная величина между нулями и единицами.
Зависимости
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 величина
Задайте нижнюю точку частоты 6 дБ как положительная скалярная величина между нулем и единицей.
Зависимости
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 величина
Задайте более высокую частоту 6 дБ точки как положительная скалярная величина между нулями и единицами.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Frequency constraints равным Cutoff (6dB) frequencies.
Passband width - Ширина полосы пропускания
.15 (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Задайте ширину полосы пропускания как положительную скалярную величину, в модулях, соответствующих параметру Frequency units.
Зависимости
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 величина
Задайте ширину области значений как положительная скалярная величина, в модулях, соответствующих параметру Frequency units.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Frequency constraints равным Half power (3dB) frequencies and stopband width.
Magnitude constraints - Ограничения величины
Unconstrained (по умолчанию) | Constrained bands | Passband ripple | Passband ripple and stopband attenuation | Stopband attenuation
Задайте ограничения величины для создания фильтра.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Order mode равным Specify. Доступные опции зависят от значения параметров Frequency constraints.
Magnitude units - Модули измерения для спецификаций величины
dB (по умолчанию) | Linear | Squared
Задайте 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.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Order mode равным Minimum.
Stopband attenuation 1 - Ослабление фильтра в первой полосе упора
60 (по умолчанию) | реальная положительная скалярная величина
Введите 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.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Order mode равным Minimum.
Passband ripple - Допустимая пульсация фильтра в полосе пропускания
1 (по умолчанию) | реальная положительная скалярная величина
Введите 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.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Order mode равным Minimum.
Stopband attenuation 2 - Ослабление фильтра во второй полосе упора
60 (по умолчанию) | реальная положительная скалярная величина
Введите 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.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Order mode равным Minimum.
Design method - Метод создания фильтра
Equiripple (по умолчанию) | Kaiser window | Butterworth | Chebyshev type I | Chebyshev type II | Elliptic
Список 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 фильтра
on (по умолчанию) | off
Выбор 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.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Impulse response равным IIR.
Density factor - Коэффициент плотности
16 (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Коэффициент 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.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Impulse response равным FIR и Design method к Equiripple.
Phase constraint - Ограничение фазы
Linear (по умолчанию) | Maximum | Minimum
Задайте ограничение по фазе фильтра следующим Linear, Maximum, или Minimum.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Impulse response равным FIR и Design method к Equiripple.
Match exactly - Соответствовать полосе пропускания, полосе остановки или обоим
Stopband (по умолчанию) | Passband | Both
Задает, что полученное создание фильтра соответствует полосе пропускания, полосе остановки или обеим полосам.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Impulse response равным IIR.
Minimum order - Минимальный порядок фильтра
Any (по умолчанию) | Even | Odd
Когда вы выбираете этот параметр, метод проекта определяет и проектирует фильтр минимального порядка, чтобы соответствовать вашим спецификациям.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Impulse response равным FIR и Order mode к Minimum.
Structure - Структура фильтра
Direct-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 SOS
Для 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 Simulink
off (по умолчанию) | on
Установите 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.
Зависимости
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 модулей
off (по умолчанию) | on
Установите этот флажок, чтобы масштабировать коэффициент усиления модуля между сечениями в фильтрах SOS.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Impulse response равным IIR.
Rate options - Обеспечить односкоростную или разрешить многопоточную обработку
Enforce single-rate processing (по умолчанию) | Allow multirate processing
Когда 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.
Зависимости
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 MATLAB
off (по умолчанию) | on
Установите 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.
Характеристики блоков
Типы данных |
|
Многомерные сигналы |
|
Сигналы переменного размера |
|
Расширенные возможности
Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®
.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 FIRилиDirect-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
singleилиdouble.
Технология SIMD значительно повышает эффективность сгенерированного кода.