dsp.AllpassFilter

Односекционный или каскадный альпасовый фильтр

Описание

The dsp.AllpassFilter объект фильтрует каждый канал входа, используя реализации фильтра Allpass. Чтобы импортировать этот объект в Simulink^®, используйте MATLAB^® Системный блок.

Примечание

Поддержка массива ячеек для AllpassCoefficients, WDFCoefficients, и LatticeCoefficients был удален. Вместо этого используйте числовой массив N -by-1 или N -by-2. Для получения дополнительной информации см. раздел Вопросов совместимости.

Для фильтрации каждого канала входного входа:

Создайте dsp.AllpassFilter Объекту и установите его свойства.
Вызывайте объект с аргументами, как будто это функция.

Дополнительные сведения о работе системных объектов см. в разделе «Что такое системные объекты?».

Создание

Синтаксис

Allpass = dsp.AllpassFilter

Allpass = dsp.AllpassFilter(Name,Value)

Описание

Allpass = dsp.AllpassFilter возвращает allpass фильтр System object™, Allpass, который фильтрует каждый канал входного сигнала независимо с помощью allpass-фильтра со структурой по умолчанию и коэффициентами.

пример

Allpass = dsp.AllpassFilter(Name,Value) возвращает allpass фильтр Системный объект, Allpass, с каждым набором свойств на заданное значение.

Свойства

расширить все

Если не указано иное, свойства являются нетронутыми, что означает, что вы не можете изменить их значения после вызова объекта. Объекты блокируются, когда вы вызываете их, и release функция разблокирует их.

Если свойство настраивается, можно изменить его значение в любой момент.

Для получения дополнительной информации об изменении значений свойств смотрите Разработку системы в MATLAB Использование Системных объектов.

`Structure` - Внутренняя структура фильтра Allpass
`Minimum multiplier` (по умолчанию) | `Lattice` | `Wave Digital Filter`

Можно задать структуру реализации внутреннего фильтра allpass как одну из | Minimum multiplier | Lattice | Wave Digital Filter. Каждая структура использует разный набор коэффициентов, независимо сохраненных в соответствующем свойстве объекта.

`AllpassCoefficients` - Allpass полиномиальные коэффициенты
`[-2^(-1/2) 0.5]` (по умолчанию) | N -by-1 | N -by-2

Задайте действительные коэффициенты allpass полиномиального фильтра. Задайте это свойство как N -by- 1 или N -by- 2 матрица N allpass первого или второго порядка. Значение по умолчанию задает стабильный allpass-фильтр второго порядка с полюсами и нулями, расположенными в ±

Настраиваемый: Да

Зависимости

Это свойство применимо только, когда Structure для свойства задано значение Minimum multiplier.

`WDFCoefficients` - Коэффициенты allpass волнового цифрового фильтра
[`1/2, -2^(1/2)/3`] (по умолчанию) | N -by-1 | N -by-2

Задайте действительные коэффициенты allpass в форме Wave Digital Filter. Задайте это свойство как N -by- 1 или N -by- 2 матрица N allpass первого или второго порядка. Все элементы должны иметь абсолютные значения, меньше чем или равные 1. Это значение является преобразованной версией значения по умолчанию AllpassCoefficients, вычисляется с помощью allpass2wdf(AllpassCoefficients). Эти коэффициенты задают такой же стабильный фильтр allpass второго порядка, как и когда Structure установлено в 'Minimum multiplier'.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Это свойство применимо только, когда Structure для свойства задано значение Wave Digital Filter.

`LatticeCoefficients` - Решетчатые allpass коэффициенты
`[-2^(1/2)/3, 1/2]` (по умолчанию) | вектор

Задайте действительные или комплексные коэффициенты allpass в качестве коэффициентов отражения решетки. Задайте это свойство как вектор-строка (односекционное строение) или как вектор-столбец. Это значение является преобразованной и транспонированной версией значения по умолчанию AllpassCoefficients, вычисляется с помощью transpose(tf2latc([1 h.AllpassCoefficients])). Эти коэффициенты задают такой же стабильный фильтр allpass второго порядка, как и когда Structure установлено в 'Lattice'.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Это свойство применимо только в том случае, если Structure для свойства задано значение Lattice.

`TrailingFirstOrderSection` - Указать, является ли последний раздел первым порядком
`false` (по умолчанию) | `true`

Укажите, является ли последний раздел первым порядком или вторым порядком. Когда вы задаете TrailingFirstOrderSection на true, последний раздел рассматривается как первый порядок, и второй элемент последней строки матрицы N -by-2 игнорируется. Когда вы задаете TrailingFirstOrderSection на falseпоследний раздел рассматривается как второй порядок.

Использование

Синтаксис

y = Allpass(x)

Описание

пример

y = Allpass(x) фильтрует входной сигнал x использование фильтра allpass для создания выхода y. Каждый столбец x фильтруется независимо как отдельный канал с течением времени.

Входные параметры

расширить все

`x` - Вход данных
вектор | матрица

Вход данных, заданный как вектор или матрица. Этот объект также принимает входы переменного размера. Когда объект заблокирован, можно изменить размер каждого входного канала, но вы не можете изменить количество каналов.

Типы данных: single | double
Поддержка комплексного числа: Да

Выходные аргументы

расширить все

`y` - Отфильтрованный выход
вектор | матрица

Отфильтрованный выход, возвращенный как вектор или матрица. Размер, тип данных и сложность выходного сигнала совпадают с размером входного сигнала.

Типы данных: double | single
Поддержка комплексного числа: Да

Функции объекта

Чтобы использовать функцию объекта, задайте системный объект в качестве первого входного параметра. Например, чтобы освободить системные ресурсы системного объекта с именем obj, используйте следующий синтаксис:

release(obj)

расширить все

Характерно для `dsp.AllpassFilter`

`freqz`	Частотная характеристика фильтра в дискретном времени Системного объекта
`fvtool`	Визуализация частотной характеристики фильтров DSP
`impz`	Импульсная характеристика фильтра в дискретном времени Системного объекта
`info`	Информация о фильтре Системный объект
`coeffs`	Возвращает фильтрация коэффициентов системного объекта в структуре
`cost`	Оценка стоимости реализации фильтра Системный объект
`grpdelay`	Групповая задержка фильтра в дискретном времени Системного объекта

Общий для всех системных объектов

`step`	Запуск алгоритма системного объекта
`release`	Отпустите ресурсы и допустите изменения в значениях свойств системного объекта и входных характеристиках
`reset`	Сброс внутренних состояний Системного объекта

Примеры

свернуть все

Фильтрация Lowpass с использованием двух фильтров Allpass

Открыть скрипт

Примечание.Этот пример выполняется только в R2016b или более поздней версии. Если вы используете более ранний релиз, замените каждый вызов функции на эквивалентный step синтаксис. Например, myObject (x) становится шагом (myObject, x).

Создайте фильтры Allpass

Fs  = 48000;    % in Hz
FL = 1024;
APF1 = dsp.AllpassFilter('AllpassCoefficients',...
    [-0.710525516540603   0.208818210000029]);
APF2 =  dsp.AllpassFilter('AllpassCoefficients',...
    [-0.940456403667957   0.6;...
    -0.324919696232907   0],...
    'TrailingFirstOrderSection',true);

Создайте оценку передаточной функции, чтобы оценить передаточную функцию между случайным входом и отфильтрованным выходом Allpass

TFE = dsp.TransferFunctionEstimator('FrequencyRange',...
    'onesided','SpectralAverages',2);

Создайте ArrayPlot, чтобы построить график величины отклика

AP = dsp.ArrayPlot('PlotType','Line','YLimits', [-80 5],...
    'YLabel','Magnitude (dB)','SampleIncrement', Fs/FL,...
    'XLabel','Frequency (Hz)','Title','Magnitude Response',...
    'ShowLegend', true,'ChannelNames',{'Magnitude Response'});

Фильтруйте Вход и покажите величину ответ предполагаемой передаточной функции между входом и отфильтрованным выходом

tic;
while toc < 5
    in  = randn(FL,1);
    out = 0.5.*(APF1(in) + APF2(in));
    A = TFE(in, out);
    AP(db(A));
end

Алгоритмы

расширить все

Передаточная функция allpass-фильтра задается как

$H (z) = \frac{c (n) + c (n - 1) z^{- 1} + ... + z^{- n}}{1 + c (1) z^{- 1} + ... + c (n) z^{- n}}$ .

c - вектор allpass полиномиальных коэффициентов. Порядок, n, передаточной функции - это длина вектора c.

В форме минимального множителя и цифровой форме волны фильтр allpass реализован как каскад секций второго порядка (biquad) или секций первого порядка. Когда коэффициенты заданы как матрица N-на-2, каждая строка матрицы задает коэффициенты фильтра второго порядка. Последний элемент последней строки может быть проигнорирован на основе конечной настройки первого порядка. Когда коэффициенты заданы как матрица N -на-1, каждый элемент матрицы задает коэффициент фильтра первого порядка. Каскад всех секций фильтра образует allpass фильтр.

В форме решетки коэффициенты заданы как вектор.

Эти структуры являются в вычислительном отношении более экономичными и структурно более стабильными по сравнению с типовыми фильтрами БИХ, такими как df1, df1t, df2, df2t. Для всех структур allpass-фильтр может быть односекционным или многосекционным (каскадным) фильтром. Различные разделы могут иметь различные порядки, но все они реализованы в соответствии с одной структурой.

Минимальный множитель

Эта структура реализует фильтр allpass с минимальным количеством необходимых умножителей, равным порядку n. Он также использует 2n модули измерения задержки и 2n сумматоры. Умножители используют заданные коэффициенты, которые равны полиномиальному вектору, c в передаточной функции allpass. В этой секции второго порядка структуры минимального множителя вектор коэффициентов, c, равен [0.1 -0.7].

Волновой цифровой фильтр

Эта структура использует n множители, но только n модулей задержки, за счет требующих 3n сумматоры. Чтобы использовать эту структуру, задайте коэффициенты в форме волнового цифрового фильтра (WDF). Получите эквивалент WDF обычных коэффициентов allpass с помощью allpass2wdf(allpass_coefficients). Чтобы преобразовать коэффициенты WDF в эквивалентную allpass полиномиальную форму, используйте wdf2allpass(WDF coefficients). В этой секции второго порядка структуры WDF вектор w коэффициентов равен allpass2wdf([0.1 -0.7]).

Решетка

Эта структура решетки использует 2n множители, n модули измерения задержки и 2n сумматоры. Чтобы использовать эту структуру, задайте коэффициенты в качестве вектора.

Можно получить решетчатый эквивалент обычных коэффициентов allpass с помощью transpose(tf2latc(1, [1 allpass_coefficients])). В следующей секции второго порядка решетчатой структуры вектор коэффициентов вычисляется с помощью transpose(tf2latc(1, [1 0.1 -0.7])). Используйте эти коэффициенты для фильтра, который функционально эквивалентен минимальной структуре умножителя с коэффициентами [0,1 -0,7].

Вопросы совместимости

расширить все

Поддержка массивов ячеек для `dsp.AllpassFilter` Системный объект удаляется

Ошибки, начинающиеся в R2018b

Следующие свойства dsp.AllpassFilter Системный объект был удален в R2018b:

LatticeCoefficients
AllpassCoefficients
WDFCoefficients

Вместо этого используйте числовой массив N -by-1 или N -by-2.

Код обновления

В этой таблице показано типовое использование системного объекта и объяснено, как обновить существующий код.

Если ваш код имеет эту форму:	Вместо этого используйте этот код:
allpass = dsp.AllpassFilter; allpass.AllpassCoefficients = {0.5 0.7}	allpass = dsp.AllpassFilter; allpass.AllpassCoefficients = [0.5 0.7]
allpass = dsp.AllpassFilter('Structure','Lattice'); allpass.LatticeCoefficients = {-0.4714 0.5000}	allpass = dsp.AllpassFilter('Structure','Lattice'); allpass.LatticeCoefficients = [-0.4714 0.5000]
allpass = dsp.AllpassFilter('Structure','Wave Digital Filter'); allpass.LatticeCoefficients = {0.5000 -0.4714}	allpass = dsp.AllpassFilter('Structure','Wave Digital Filter'); allpass.LatticeCoefficients = [0.5000 -0.4714]

Если ваш код имеет эту форму:

Вместо этого используйте этот код:

allpass = dsp.AllpassFilter;
allpass.AllpassCoefficients = {0.5 0.7}

allpass = dsp.AllpassFilter;
allpass.AllpassCoefficients = [0.5 0.7]

allpass = dsp.AllpassFilter('Structure','Lattice');
allpass.LatticeCoefficients = {-0.4714 0.5000}

allpass = dsp.AllpassFilter('Structure','Lattice');
allpass.LatticeCoefficients = [-0.4714 0.5000]

allpass = dsp.AllpassFilter('Structure','Wave Digital Filter');
allpass.LatticeCoefficients = {0.5000 -0.4714}

allpass = dsp.AllpassFilter('Structure','Wave Digital Filter');
allpass.LatticeCoefficients = [0.5000 -0.4714]

Ссылки

[1] Regalia, Philip A. and Mitra Sanjit K. and Vaidyanathan, P. P. (1988) «The Digital All-Pass Filter: AVersatile Signal Processing Building Block». Материалы IEEE, том 76, № 1, 1988, стр. 19-37

[2] М. Лутовац, Д. Тошич, Б. Эванс, создание фильтра для обработки сигналов с использованием MATLAB и Mathematica. Верхняя Седл-Ривер, Нью-Джерси: Prentice Hall, 2001.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ MATLAB ®

Указания и ограничения по применению:

Системный объект поддерживает генерацию кода только тогда, когда Structure для свойства задано значение Minimum multiplier или Lattice.
Смотрите Системные объекты в Генерации кода MATLAB (MATLAB Coder).

См. также

Введенный в R2013a

Документация

dsp.AllpassFilter

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Свойства

Structure - Внутренняя структура фильтра Allpass Minimum multiplier (по умолчанию) | Lattice | Wave Digital Filter

AllpassCoefficients - Allpass полиномиальные коэффициенты [-2^(-1/2) 0.5] (по умолчанию) | N -by-1 | N -by-2

Зависимости

WDFCoefficients - Коэффициенты allpass волнового цифрового фильтра [1/2, -2^(1/2)/3] (по умолчанию) | N -by-1 | N -by-2

Зависимости

LatticeCoefficients - Решетчатые allpass коэффициенты [-2^(1/2)/3, 1/2] (по умолчанию) | вектор

Зависимости

TrailingFirstOrderSection - Указать, является ли последний раздел первым порядком false (по умолчанию) | true

Использование

Синтаксис

Описание

Входные параметры

x - Вход данных вектор | матрица

Выходные аргументы

y - Отфильтрованный выход вектор | матрица

Функции объекта

Характерно для dsp.AllpassFilter

Общий для всех системных объектов

Примеры

Фильтрация Lowpass с использованием двух фильтров Allpass

Алгоритмы

Минимальный множитель

Волновой цифровой фильтр

Решетка

Вопросы совместимости

Поддержка массивов ячеек для dsp.AllpassFilter Системный объект удаляется

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + + Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ MATLAB ®

См. также

Функции

Объекты

Темы

Документация DSP System Toolbox

Поддержка

`Structure` - Внутренняя структура фильтра Allpass
`Minimum multiplier` (по умолчанию) | `Lattice` | `Wave Digital Filter`

`AllpassCoefficients` - Allpass полиномиальные коэффициенты
`[-2^(-1/2) 0.5]` (по умолчанию) | N -by-1 | N -by-2

`WDFCoefficients` - Коэффициенты allpass волнового цифрового фильтра
[`1/2, -2^(1/2)/3`] (по умолчанию) | N -by-1 | N -by-2

`LatticeCoefficients` - Решетчатые allpass коэффициенты
`[-2^(1/2)/3, 1/2]` (по умолчанию) | вектор

`TrailingFirstOrderSection` - Указать, является ли последний раздел первым порядком
`false` (по умолчанию) | `true`

`x` - Вход данных
вектор | матрица

`y` - Отфильтрованный выход
вектор | матрица

Характерно для `dsp.AllpassFilter`

Поддержка массивов ячеек для `dsp.AllpassFilter` Системный объект удаляется

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ MATLAB ®