Документация

Обзор функций Filter Designer

Программное обеспечение DSP System Toolbox™ добавляет новые диалоговые окна и рабочие режимы, и новые варианты выбора меню в конструктор фильтров, предоставляемых программным обеспечением Signal Processing Toolbox™. Из дополнительных диалоговых окон, одного под названием Set Quantization Parameters и одного под названием Frequency Transformations, можно:

После импорта фильтра в конструктор фильтров опции в диалоговом окне квантования позволяют вам квантовать фильтр и исследовать эффекты различных настроек квантования.

Опции в диалоговом окне преобразований частоты позволяют вам изменить частотную характеристику вашего фильтра, сохраняя различные важные функции при изменении формы отклика.

Используйте Filter Designer с программным обеспечением DSP System Toolbox

Добавление программного обеспечения DSP System Toolbox к вашему набору инструментов добавляет ряд методов создания фильтра к дизайнеру фильтров. Используйте новые фильтры для разработки фильтров, которые отвечают более сложным требованиям, чем те, которые вы можете проектировать в программном обеспечении Signal Processing Toolbox. В то время как проекты в filter designer доступны как функции командной строки, графический пользовательский интерфейс filter designer делает процесс проектирования более ясным и более простым в выполнении.

Когда вы выбираете тип отклика, опции в правых панелях в конструкторе фильтров изменяются, позволяя вам задать значения, которые определяют ваш фильтр. Вы также видите, что область анализа включает схему (называемую маской проекта), которая описывает опции для выбранного ответа фильтра.

При просмотре маски можно увидеть, как заданы опции и как их использовать. Хотя это обычно просто для lowpass или highpass фильтров, установка опций для произвольных типов отклика или peaking/notching фильтров более сложна. Наличие масок приводит вас к вашему результату легче.

Изменение метода создания фильтра изменяет доступные опции типа отклика. Точно так же выбранный тип отклика может изменить методы создания фильтра, которые можно выбрать.

Проектирование узкополосного фильтра

Фильтры Notch нацелены на удаление одной или нескольких частот из более широкого спектра. Необходимо задать частоты для удаления путем установки опций создания фильтра в конструкторе фильтров соответствующим образом:

Вот как вы проектируете узкополосный фильтр, который удаляет концерт A (440 Гц) из спектра входного музыкального сигнала.

Когда вы проектируете один узкополосный фильтр, у вас нет возможности задать порядок фильтра - опции порядка фильтров отключены.

Ваш фильтр должен выглядеть примерно так:

Дополнительные сведения о методе проекта см. в интерактивной справочной системе. Для образца, чтобы получить дополнительную информацию об установке Q для узкополосного фильтра в конструкторе фильтров, введите

doc iirnotch

в командной строке. Это открывает Браузер документации и отображает страницу с описанием для функции iirnotch.

Разработка других фильтров выполняется по аналогичной процедуре, с поправкой на различные опции спецификаций проекта, как того требует каждая конструкция.

Любой из проектов может быть квантован в конструкторе фильтров и проанализирован с помощью доступных анализов в меню Анализ (Analysis).

Установите параметры квантования

Квантованные фильтры имеют свойства, которые определяют, как они квантуют данные, которые вы фильтруете. Чтобы задать свойства, используйте диалоговое окно Задать параметры квантования (Set Quantization Parameters) в конструкторе фильтров. Используя опции в диалоговом окне Set Quantization Parameters, filter designer позволяет вам выполнить ряд задач:

Когда вы нажимаете Set Quantization Parameters, а затем меняете арифметику фильтра на Fixed-pointпанель квантованного фильтра откроется в конструкторе фильтров, опции квантования коэффициентов будут установлены на значения по умолчанию.

Опции коэффициентов

Чтобы позволить вам задать свойства для коэффициентов фильтра, которые составляют ваш квантованный фильтр, filter designer перечисляет опции для размера слова числителя (и размеры слова знаменателя, если у вас есть фильтр БИХ). В следующей таблице перечислены каждая опция коэффициентов и краткое описание того, что параметр опции делает в фильтре.

Опции ввода/вывода

Опции, которые определяют, как квантованный фильтр использует входные и выходные значения, перечислены в таблице ниже.

Опции фильтрации внутренних элементов

Опции, которые определяют, как квантованный фильтр выполняет арифметические операции, перечислены в таблице ниже.

Опции фильтрации внутренних элементов для CIC-фильтров

CIC-фильтры используют несколько другие опции для определения арифметики с фиксированной точкой в фильтре. В следующей таблице показаны и описаны опции.

Квантование фильтров двойной точности.  Когда вы квантуете фильтр двойной точности путем переключения на арифметику с фиксированной точностью или с одной точностью с плавающей точкой, выполните следующие шаги.

Измените свойства квантования квантованных фильтров.  Когда вы изменяете настройки квантования квантованного фильтра или после импорта квантованного фильтра из вашего рабочего пространства MATLAB, выполните следующие шаги, чтобы задать значения свойств для фильтра:

Анализируйте фильтры с помощью Величины Response Estimate Method

После разработки и квантования фильтра, опция Magnitude Response Estimate в меню Analysis позволяет применить метод шумовой загрузки к фильтру. Когда вы выбираете Analysis > Magnitude Response Estimate из панели меню, конструктор фильтров немедленно запускает испытания Монте-Карло, которые формируют базис для метода, и запускает анализ, заканчивая отображением результатов в области анализа в конструкторе фильтров.

С помощью основанного на шуме метода вы оцениваете комплексную частотную характеристику для вашего фильтра, как определено путем применения шумоподобного сигнала к входу фильтра. Величина Response Estimate использует испытания Монте-Карло, чтобы сгенерировать сигнал шума, который содержит полное содержимое частоты через область значений 0 к Fs. При первом запуске анализа величины оценке ответа используются настройки по умолчанию для различных условий, которые определяют процесс, таких как количество тестовых точек и количество испытаний.

После того, как ваш первый прогон анализа закончится, откройте диалоговое окно Параметры анализа (Analysis Parameters) и соответствующим образом настройте настройки, такие как изменение количества испытаний или числа точек.

Чтобы открыть диалоговое окно Параметры анализа (Analysis Parameters), используйте любую из следующих процедур, когда у вас есть квантованный фильтр в конструкторе фильтров:

Любой опция открывает диалоговое окно. Заметьте, что настройки опций отражают значения по умолчанию.

Метод шума, применяемый к фильтру.  Чтобы продемонстрировать метод оценки величины отклика, начните с создания квантованного фильтра. В данном примере используйте конструктор фильтров для разработки фильтра Butterworth БИХ шестого порядка.

Использование анализа на основе шума в Filter Designer

Просмотр спектра степени шума.  Когда вы используете метод шума, чтобы оценить амплитудную характеристику фильтра, конструктор фильтров моделирует и применяет спектр значений шума, чтобы протестировать вашу фильтрующую характеристику. В то время как моделируемый шум по существу белый, вы, возможно, захотите увидеть фактический спектр, который разработчик фильтров использовал для тестирования вашего фильтра.

В опцию меню «Анализ» выберите Округление Степени Noise Спектра. В области анализа в конструкторе фильтров вы видите спектр шума, используемого для оценки характеристики фильтра. Детали шумового спектра, такие как область значений и количество точек данных, появляются в диалоговом окне Параметры анализа.

Для получения дополнительной информации см. McClellan, et al., Computer-Based Exercises for Signal Processing Using MATLAB 5, Prentice-Hall, 1998. Смотрите Проект 5: Квантование шума в цифровых фильтрах, страница 231.

Измените параметры анализа шума.  В Noise Method Applied to a Filter вы использовали синтетический белый шум, чтобы оценить амплитудную характеристику для высокоточечного фильтра Баттерворта с фиксированной точкой. Поскольку вы запустили оценку только один раз в конструкторе фильтров, ваш анализ шума использовал настройки параметров анализа по умолчанию, показанные в Analyze Filters с методом оценки отклика величины.

Чтобы изменить настройки, выполните эти шаги после первого использования оценки шума на квантованном фильтре.

Сравнение оценочных и теоретических характеристик величины

Важной мерой эффективности шумового способа оценки амплитудной характеристики квантованного фильтра является сравнение оцененной характеристики с теоретической характеристикой.

Один из способов сделать это сравнение - наложить теоретический ответ на предполагаемый ответ. Пока в конструкторе фильтров отображается Оценка отклика величины, выберите Analysis > Overlay Analysis в панели меню. Затем выберите Magnitude Response, чтобы показать обе кривые отклика, построенные вместе в области анализа.

Выберите квантованные структуры фильтра

Filter Designer позволяет изменять структуру любого квантованного фильтра. Используйте опцию Преобразовать структуру (Convert structure), чтобы изменить структуру фильтра на ту, которая соответствует вашим потребностям.

Сведения об изменении структуры фильтра в конструкторе фильтров см. в разделе Преобразование структуры фильтра.

Преобразуйте структуру квантованного фильтра

Для изменения структуры фильтра используется опция Преобразовать структуру (Convert structure). Когда источник разработан (квантован) или импортирован (квантован), структура Convert позволяет повторно перенести фильтр в одну из следующих структур:

Начиная с любого квантованного фильтра, можно преобразовать в одно из следующих представлений:

Кроме того, дизайнер фильтров позволяет вам выполнить следующие преобразования:

Преобразуйте фильтры в форму секций второго порядка

Чтобы узнать об использовании filter designer для преобразования квантованного фильтра в секции второго порядка, смотрите раздел Преобразование в секции второго порядка. Можно заметить, что фильтры, проект в конструкторе фильтров, а не импортированные фильтры, реализованы в форме SOS.

Просмотрите структуры фильтра в Filter Designer.  Чтобы открыть демонстрацию, нажмите Help > Show Filter Structure. После открытия Браузера документации вы увидите страницу с описанием для текущего фильтра. Вы находите структуру потока сигналов схему фильтра на этой странице с описанием или можете перейти к страницам с описанием для другого фильтра.

Используйте диалоговое окно «Переупорядочивание и масштабирование секций второго порядка»

Конструктор фильтров предоставляет возможность масштабирования фильтров SOS после их создания. Используя опции в диалоговом окне «Переупорядочивание и масштабирование секций второго порядка», конструктор фильтров масштабирует числители фильтров и значения шкалы фильтров в соответствии с выбранными параметрами масштабирования.

Различные комбинации настроек позволяют масштабировать числители фильтров, не меняя значений шкалы, или корректировать значения шкалы фильтра, не меняя числители. Отсутствует управление масштабированием для знаменателей.

Масштабирование фильтра SOS

Запустите процесс, разработав lowpass эллиптический фильтр в конструкторе фильтров.

С отображенными коэффициентами можно увидеть эффекты масштабирования фильтра непосредственно в значениях шкалы и коэффициентах фильтра.

Теперь попробуйте масштабировать фильтр несколькими различными способами. Сначала масштабируйте фильтр, чтобы максимизировать ОСШ.

Переупорядочить фильтры с помощью Filter Designer

Filter Designer проектирует большинство фильтров дискретного времени в секциях второго порядка. Как правило, фильтры SOS сопротивляются эффектам изменения квантования, когда вы создаете фильтры с фиксированной точкой. После того, как у вас есть фильтр секции второго порядка в конструкторе фильтров, или один, который вы разработали в инструменте, или один, который вы импортировали, конструктор фильтров предоставляет возможность изменить порядок разделов, которые составляют фильтр. Любой фильтр SOS в конструкторе фильтров позволяет переупорядочивать разделы.

Чтобы переупорядочить разделы фильтра, вы получаете доступ к диалоговым окнам «Переупорядочить» и «Масштабирование секций второго порядка» в конструкторе фильтров.

Используя фильтр SOS в конструкторе фильтров, выберите Edit > Reorder and Scale в панели меню. filter designer возвращает диалоговое окно переупорядочивания, показанное здесь с настройками по умолчанию.

В этом диалоговом окне левая сторона содержит опции для переупорядочивания фильтров SOS. Справа вы видите опции масштабирования. Они являются независимыми - изменение порядка фильтра не требует масштабирования (обратите внимание на опцию Scale), и масштабирование не требует, чтобы вы переупорядочивали фильтр (обратите внимание на опцию None в разделе Reordering). Для получения дополнительной информации о масштабировании фильтров SOS, смотрите Масштабные фильтры секций второго порядка и к scale в разделе ссылки.

Переупорядочивание фильтров SOS включает использование опций в диалоговом окне «Переупорядочивание и масштабирование секций второго порядка». В следующей таблице перечислены каждая опция переупорядочивания и приведено описание того, что эта опция делает.

Переупорядочить фильтр SOS.  Когда дизайнер фильтров открывает фильтр второго порядка в качестве текущего фильтра, вы используете следующий процесс для доступа к возможности переупорядочивания и переупорядочиваете фильтр. Начните, запустив filter designer из командной строки.

Теперь вы готовы переупорядочить разделы вашего фильтра. Обратите внимание, что конструктор фильтров выполняет переупорядочивание текущего фильтра в сеансе.

Используйте метод наименьшего выборочного переупорядочивания разделов.  Чтобы позволить дизайнеру фильтров переупорядочить фильтр так, чтобы наименее избирательный раздел был первым, а самый избирательный - последним, выполните следующие шаги в диалоговом окне Переупорядочивание и масштабирование секций второго порядка.

Вы видите, что делает переупорядочивание, хотя результат немного тонкий. Теперь попробуйте пользовательское переупорядочивание разделов вашего фильтра или использование наиболее избирательнейший на наименее избирательный опцию переупорядочивания.

Использование диалогового окна SOS View

Поскольку вы можете проектировать и переупорядочивать разделы SOS-фильтров, filter designer предоставляет возможность просмотра разделов фильтра в области анализа - SOS View. Если в качестве текущего фильтра в конструкторе фильтров у вас есть фильтр секций второго порядка, вы включаете опцию представления SOS, чтобы увидеть разделы фильтра индивидуально, или совокупно, или даже только некоторые из разделов. Включение представления SOS переводит конструктора фильтров в режим, в котором все фильтры секций второго порядка отображают разделы, пока вы не отключите опцию представления SOS. Режим представления SOS применяется к любому анализу, отображаемому в области анализа. Для примера, если вы конфигурируете filter designer, чтобы показать фазовые отклики для фильтров, включение SOS View означает, что filter designer отображает фазовый отклик для каждого раздела SOS фильтров.

Управление диалоговым окном представления SOS

SOS View использует несколько опции, чтобы управлять отображением разделов и разделов конструктором фильтров. Когда вы выбираете View > SOS View из панели меню filter designer, вы видите это диалоговое окно, содержащее опции для настройки операции представления SOS.

По умолчанию SOS View показывает общую характеристику фильтров SOS. Опции в диалоговом окне SOS View позволяют изменять отображение. В этой таблице перечислены все опции и описаны эффекты каждой из них.

Просмотр разделов фильтров SOS

После того, как вы проектируете или импортируете фильтр SOS в конструктор фильтров, опция представления SOS позволяет вам увидеть эффективность по разделам вашего фильтра. Включение представления SOS из меню View в конструкторе фильтров конфигурирует инструмент для отображения разделов фильтров SOS всякий раз, когда текущий фильтр является фильтром SOS.

Следующие шаги демонстрируют использование представления SOS для просмотра разделов фильтра, отображаемых в конструкторе фильтров.

Обзор и структуры

Когда вы импортируете квантованный фильтр в конструктор фильтров или экспортируете квантованный фильтр из конструктора фильтров в вашу рабочую область, функции импорта и экспорта используют объекты, и вы задаете фильтр как переменную. Это контрастирует с импортом и экспортом неквантованных фильтров, где вы выбираете структуру фильтра и вводите числитель фильтра и знаменатель для передаточной функции фильтра.

У вас есть опция экспортировать квантованные фильтры в рабочее пространство MATLAB, экспортировать их в текстовые файлы или экспортировать в MAT-файлы.

Общие сведения об импорте и экспорте фильтров в конструкторе фильтров см. в разделах Импорт создания фильтра и Экспорт создания фильтра.

Дизайнер фильтров импортирует квантованные фильтры, имеющие следующие структуры:

Импорт квантованных фильтров

После разработки или открытия квантованного фильтра в рабочем пространстве MATLAB, дизайнер фильтров позволяет вам импортировать фильтр для анализа. Выполните следующие действия, чтобы импортировать фильтр в конструктор фильтров:

Экспорт квантованных фильтров

Чтобы сохранить создание фильтра, конструктор фильтров позволяет экспортировать квантованный фильтр в рабочее рабочее пространство MATLAB (или можно сохранить текущий сеанс в конструкторе фильтров). При сохранении квантованного фильтра путем его экспорта можно выбрать одну из следующих опций:

Экспорт коэффициентов, объектов или системных объектов в рабочую область.  Можно сохранить фильтр как переменные коэффициентов фильтра или фильтровать переменные System object™.

Чтобы сохранить фильтр в рабочем пространстве MATLAB:

Экспорт коэффициентов фильтра в текстовый файл.  Чтобы сохранить квантованный фильтр как текстовый файл, выполните следующие шаги:

Экспорт коэффициентов фильтра в MAT-файл.  Чтобы сохранить квантованный фильтр в качестве MAT-файла, выполните следующие шаги:

Импорт файлов XILINX .COE в Filter Designer

Можно импортировать коэффициенты XILINX (. coe) файлы в конструктор фильтров, чтобы создать квантованные фильтры непосредственно с помощью импортированных коэффициентов фильтра.

Чтобы использовать функцию импорта файла:

Возможности преобразования фильтра Filter Designer

Тулбокс обеспечивает функции для преобразования фильтров между различными формами. Когда вы используете filter designer с установленным тулбоксом, боковая кнопка и опция панели меню позволяют вам использовать панель Transform Filter для преобразования фильтров, а также использовать функции командной строки.

Из выбора на панели меню дизайнера фильтров - Transformations - можно преобразовать lowpass конечную импульсную характеристику и БИХ фильтры в различные формы полосы пропускания.

Можно преобразовать фильтры конечной импульсной характеристики из:

Для БИХ можно преобразовать из:

При нажатии кнопки Transform Filter на боковой панели откроется панель Фильтр преобразования (Transform Filter) в конструкторе фильтров, как показано здесь.

Опции для Исходного типа фильтра относятся к типу текущего фильтра для преобразования. Если вы выбираете lowpass, можно преобразовать lowpass-фильтр в другой lowpass-фильтр или в highpass-фильтр, или в многочисленные другие форматы фильтров, действительные и сложные.

Исходный тип фильтра

Выберите из списка величины ответ фильтра, который вы трансформируете. Ваш выбор изменяет типы фильтров, которые можно преобразовать в. Для примера:

В следующей таблице вы видите каждый доступный исходный тип фильтра и все типы фильтра, в которые можно преобразовать свой оригинал.

Обратите внимание, что опции преобразования изменяются в зависимости от того, является ли ваш исходный фильтр конечная импульсная характеристика или БИХ. Начиная с конечная импульсная характеристика, можно преобразовать в БИХ или конечная импульсная характеристика. С исходным фильтром БИХ, вы ограничены целевыми фильтрами БИХ.

После выбора типа отклика используйте Frequency point для преобразования, чтобы задать точку отклика величины в исходном фильтре для передачи в целевой фильтр. Целевой фильтр наследует функции эффективности исходного фильтра, такие как неравномерность в полосе пропускания, при изменении на новую форму отклика.

Для получения дополнительной информации о преобразовании фильтров см. «Частотные преобразования для действительных фильтров» и «Частотные преобразования для сложных фильтров».

Частотная точка для преобразования

Частотная точка, которую вы вводите в это поле, определяет величину значения отклика (в дБ) на кривую величину отклика.

Когда вы вводите значения частоты в опции Задать желаемое местоположение частоты, преобразование частоты пытается задать величину характеристику преобразованного фильтра на значение, определяемое точкой частоты, которую вы вводите в это поле.

В то время как вы можете ввести любое место, обычно вы должны задать полосу пропускания фильтра или ребро ограничительной полосы, или значение в полосе пропускания или полосе остановки.

Точка Frequency to transform устанавливает величине характеристику на значения, которые вы вводите в Задайте желаемое местоположение частоты. Задайте значение, которое находится либо на краю ограничительной полосы, либо на краю полосы пропускания.

Если, например, вы создаете полосно-пропускающий фильтр из высокочастотного фильтра, алгоритм преобразования устанавливает амплитудную характеристику преобразованного фильтра в местоположении Задайте желаемую частоту, чтобы она совпадала с характеристикой в точке Frequency для преобразования значения. Таким образом, вы получаете полосно-пропускающий фильтр, чья реакция в низком и высокая частота местоположениях одинаковая. Заметьте, что ширина полосы пропускания между ними неопределена. На следующих двух рисунках вы видите исходный фильтр highpass и преобразованный полосно-пропускающий фильтр.

Для получения дополнительной информации о преобразовании фильтров см. «Цифровые частотные преобразования».

Преобразованный тип фильтра

Выберите характеристику величины для целевого фильтра из списка. Полный список преобразованных типов фильтров:

Не все типы преобразованных фильтров доступны для всех типов фильтров в списке Исходные типы фильтров. Можно преобразовать полосно-пропускающие фильтры только в полосно-пропускающие фильтры. Или полосно-заграждающие фильтры для заграждающих фильтров. Или БИХ к БИХ.

Для получения дополнительной информации о преобразовании фильтров см. «Частотные преобразования для действительных фильтров» и «Частотные преобразования для сложных фильтров».

Задайте желаемое частотное местоположение

Частотная точка, которую вы вводите в частотную точку для преобразования, совпадает с величиной значения отклика. На каждой частоте, которую вы вводите здесь, преобразование пытается сделать величину характеристику такой же, как и характеристика, идентифицированная вашей точкой Frequency, чтобы преобразовать значение.

В то время как вы можете ввести любое место, обычно вы должны задать полосу пропускания фильтра или ребро ограничительной полосы, или значение в полосе пропускания или полосе остановки.

Для получения дополнительной информации о преобразовании фильтров см. «Цифровые частотные преобразования».

Преобразование фильтров.  Чтобы преобразовать величину реакцию фильтра, используйте опцию Преобразования Filter на боковой панели.

Введение

Вы не только можете проектировать многоскоростные фильтры из командной строки MATLAB, но и дизайнер фильтров предоставляет те же возможности проекта в графическом инструменте пользовательского интерфейса. При запуске filter designer и переходе в режим проекта многоскоростного фильтра у вас есть доступ ко всем возможностям мультирасового проекта в тулбоксе - дециматорам, интерполяторам и фильтрам изменения дробной скорости, среди прочих.

Переключите Filter Designer в режим проекта многоскоростного фильтра

Режим многоскоростного фильтра проекта в конструкторе фильтров позволяет вам задавать и проектировать широкую область значений многоскоростных фильтров, включая дециматоры и интерполяторы.

Когда конструктор фильтров откроет, нажмите Create a Multirate Filter, на боковой панели. Вы видите переключатель filter designer в проект, показывающий опции проекта многоскоростного фильтра. Показанный на следующем рисунке является многократным строением проекта по умолчанию, который проектирует интерполяционный фильтр с коэффициентом интерполяции 2. В проекте используется текущий конечная импульсная характеристика в конструкторе фильтров.

Когда текущий фильтр в filter designer не является КИХ-фильтром, multirate filter design panel удаляет параметр Использовать текущий КИХ-фильтр и выбирает параметр Использовать по умолчанию КИХ-фильтр в качестве параметра по умолчанию.

Элементы управления на панели Multirate Design

Вы видите опции, которые позволяют вам проектировать различные многоскоростные фильтры. Параметр Type является вашей начальной точкой. Из этого списка вы выбираете многоскоростной фильтр для проектирования. На основе вашего выбора, другие опции изменяются, чтобы предоставить элементы управления, которые вам нужно задать фильтр.

Обратите внимание на отдельные разделы панели проекта. Слева находится область типа фильтра, в которой вы выбираете тип многоскоростного фильтра для проектирования и устанавливаете спецификации эффективности фильтра.

В центральном разделе конструктора фильтров предусмотрены варианты, которые позволяют выбрать метод создания фильтра для использования.

Самый правый раздел предлагает опции, которые управляют строением фильтра, когда вы выбираете Cascaded-Integrator Comb (CIC) в качестве метода проекта в центральном разделе. Оба Decimator тип и Interpolator type filters позволяет вам использовать опцию Cascaded-Integrator Comb (CIC) для разработки многоскоростных фильтров.

Вот все опции, доступные при переходе многоскоростного фильтра проекта режим. Каждая опция в списке включает краткое описание того, что опция делает, когда вы используете ее.

Чтобы увидеть различие между интерполяцией удержания и линейной интерполяцией, следующий рисунок представляет сигнал синусоиды s1 в трех формах:

Вы видите на нижней схеме выборку и характер удержания интерполяции и линейную интерполяцию первого порядка, применяемую линейным интерполятором.

Разработайте преобразователь дробной скорости.  Чтобы ввести процесс, который вы используете для разработки многоскоростного фильтра в конструкторе фильтров, этот пример использует опции для разработки преобразователя дробной скорости, который использует 7/3 в качестве дробной скорости. Начните проект, создав lowpass конечная импульсная характеристика по умолчанию в конструкторе фильтров. Вы не должны начинать с этого конечная импульсная характеристика, но фильтр по умолчанию работает нормально.

Можно протестировать фильтр, экспортировав его в рабочую область и используя для фильтрации сигнала. Для получения информации об экспорте фильтров см. раздел «Импорт и экспорт квантованных фильтров».

Разработайте CIC-дециматор для 8-битных входных/выходных данных.  Другой вид фильтра, который вы можете спроектировать в дизайнере фильтров, - это фильтры Cascaded-Integrator Comb (CIC). Filter designer предоставляет опции, необходимые для настройки CIC в соответствии с вашими потребностями.

Разработка других многоскоростных фильтров выполняется по тому же шаблону.

Чтобы спроектировать другие многоскоростные фильтры, выполните одно из следующих действий в зависимости от проектируемого фильтра:

Квантование многоскоростных фильтров

После разработки многоскоростного фильтра в конструкторе фильтров функции квантования позволяют вам преобразовать многоскоростной фильтр с плавающей точкой в арифметику с фиксированной точкой.

С помощью многоскоростного фильтра в качестве текущего фильтра в конструкторе фильтров можно квантовать фильтр и использовать опции квантования, чтобы задать арифметику с фиксированной точкой, которую использует фильтр.

Квантование и конфигурирование многоскоростных фильтров.  Выполните следующие шаги, чтобы преобразовать многоскоростной фильтр в арифметику с фиксированной точкой и задать опции с фиксированной точкой.

Когда текущий фильтр является CIC-фильтром, опции на панелях Вход/Вывод и Внутренний фильтр изменяются, чтобы предоставить конкретные функции для CIC-фильтров.

Ввод/Вывод.  Опции, которые определяют, как ваш CIC-фильтр использует вход и выходные значения, перечислены в таблице ниже.

Доступные опции изменяются при изменении настройки точности фильтра. Переход от Full на Specify all добавляет увеличение управления путем включения дополнительных опций входа и выхода слова.

Внутренние элементы фильтра.  С CIC-фильтром в качестве текущего фильтра опция Точность фильтра (Filter precision) на панели Внутренние фильтры (Filter Internals) включает режимы для управления словом фильтра и длинами дробей.

Для этого существует четыре режима использования (тот же режим, который вы выбираете для FilterInternals свойство в CIC-фильтрах в подсказке MATLAB).

Экспорт отдельных фазовых коэффициентов полифазного фильтра в рабочую область

После разработки полифазного фильтра в приложении filter designer можно получить отдельные фазовые коэффициенты фильтра путем:

Экспорт полифазного фильтра в объект.  Чтобы экспортировать полифазный фильтр в объект в рабочем пространстве MATLAB, выполните следующие шаги.

Создайте матрицу коэффициентов с использованием полифазного метода.  Чтобы создать матрицу коэффициентов фильтра, введите p=polyphase(Hm) в командной строке. polyphase метод создает матрицу, p, коэффициентов фильтра от объекта фильтра, Hm. Каждая строка p состоит из коэффициентов отдельной фазы подфильтра. Первая строка содержит коэффициенты первой фазы подфильтра, вторая строка содержит коэффициенты второй фазы подфильтра и так далее.

Введение

После того, как вы проектируете или импортируете фильтр в конструкторе фильтров, функция реализации модели позволяет вам создать блок подсистемы Simulink, который реализует ваш фильтр. Сгенерированный блок подсистемы фильтра использует либо блоки цифрового фильтра из библиотеки DSP System Toolbox, либо блоки Delay, Gain и Sum в Simulink. Если у вас нет лицензии Fixed-Point Designer™, дизайнер фильтров все еще реализует вашу модель с помощью блоков в режиме с фиксированной точкой от Simulink, но вы не можете запустить какую-либо модель, которая включает блок вашей подсистемы фильтра в Simulink.

Сведения о панели «Реализация модели» в Filter Designer

Чтобы получить доступ к панели Realize Model и опциям реализации квантованного фильтра в качестве блока подсистемы Simulink, переключите конструктора фильтров, чтобы реализовать режим модели, нажав на боковую панель.

На следующей панели показаны опции настройки реализации фильтра конструктором как блока Simulink.

Для получения информации об этих параметрах см. описание на блоке страницы с описанием Filter Realization Wizard.

Реализуйте фильтр с помощью Filter Designer.  После того, как ваш квантованный фильтр в конструкторе фильтров выполняет то, как вы хотите, с вашей желаемой фазой и амплитудной характеристикой, и с правильными коэффициентами и формой, выполните эти шаги, чтобы реализовать ваш фильтр как подсистему, которую вы можете использовать в модели Simulink.

Если вы дважды кликните подсистему блоков фильтров, созданную дизайнером фильтров, то увидите реализацию фильтра в форме модели Simulink. В зависимости от опций, выбранных при реализации фильтра, и фильтра, с которого вы начали, вы можете увидеть один или несколько разделов или различных архитектур, основанных на форме вашего квантованного фильтра. С этого момента блок фильтра подсистемы действует как любой другой блок, который вы используете в моделях Simulink.