Связанный Allpass БИХ фильтр
The dsp.CoupledAllpassFilter реализует связанную структуру фильтра allpass, состоящую из двух параллельно соединенных фильтров allpass. Каждая ветвь allpass может содержать несколько сечений. Общий выход фильтра вычисляется путем добавления выхода двух соответствующих ветвей. Необязательный второй выход также может быть возвращен, что дополняет степень первого. Для примера, с частотным диапазоном точки зрения, если первый выход реализует lowpass-фильтр, второй выход реализует степень дополнительный highpass-фильтр. Для действительных сигналов дополнительный выход степени вычисляется путем вычитания выходного сигнала второй ветви из первой. dsp.CoupledAllpassFilter поддерживает двойную и одинарную точность с плавающей точностью и позволяет вам выбирать между различными структурами реализации. Эта Система object™ также поддерживает комплексные коэффициенты, многоканальный вход переменной длины и настраиваемые значения коэффициентов фильтра.
Для фильтрации каждого канала входного входа:
Создайте dsp.CoupledAllpassFilter 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?».
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 установлено на 'Minimum multiplier', AllpassCoefficients1 установлено на AllpassCoeffs1, и AllpassCoefficients2 установлено на AllpassCoeffs2.
caf = dsp.CoupledAllpassFilter(struc,AllpassCoeffs1,AllpassCoeffs2)caf, с Structure установлено на struc и соответствующие коэффициенты, установленные на AllpassCoeffs1 и AllpassCoeffs2. struc можно 'Minimum multiplier' | 'Wave Digital Filter' | 'Lattice'.
caf = dsp.CoupledAllpassFilter( возвращает Связанный allpass фильтр Системного объекта, Name,Value)caf, с каждым набором свойств на заданное значение.
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)
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).
Реализуйте lowpass Butterworth порядка 3. Используйте связанную структуру альпаса 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 поздней версии. Если вы используете более ранний релиз, замените каждый вызов функции на эквивалентный step синтаксис. Например, myObject (x) становится шагом (myObject, x).
Удалите низкочастотную синусоиду с помощью эллиптического высокочастотного создания фильтра, реализованного через связанную структуру альпаса.
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
Создайте lowpass Butterworth порядка 3. Используйте связанную структуру альпаса 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' опция dsp.CoupledAllpassFilter, можно визуализировать выход, степени комплементарный highpass фильтр выходной, или оба используя fvtool.
Чтобы просмотреть выход lowpass, установите 'SubbandView' на 1.
fvtool(caf,'SubbandView',1,'Fs',Fs)
Чтобы просмотреть выходы высокочастотного фильтра, установите 'SubbandView' на 2.
fvtool(caf,'SubbandView',2,'Fs',Fs)
Чтобы просмотреть оба выходов, установите 'SubbandView' на 'all', [1 2] или [1; 2].
fvtool(caf,'SubbandView','all','Fs',Fs);
На следующих трех рисунках обобщены основные структуры, поддерживаемые dsp.CoupledAllpassFilter.
Минимальный множитель и WDF
Решетка
Решетка с комплексными сопряженными коэффициентами
[1] Regalia, Philip A., Mitra, Sanjit K., and P.P Vaidyanathan «The Digital All-Pass Filter: A Versatile Signal Processing Building Block». Материалы IEEE 1988, том 76, № 1, стр. 19-37.
[2] Mitra, Sanjit K., and James F. Kaiser, «Handbook for Digital Signal Processing» New York: John Wiley & Sons, 1993.
allpass2wdf | coeffs | cost | freqz | fvtool | getBranches | grpdelay | impz | info