Настраиваемая фильтрация Lowpass шумного входа в Simulink

В этом примере показано, как отфильтровать шумный сигнал щебета с фильтром lowpass, который имеет настраиваемую частоту полосы пропускания. Фильтр является блоком Variable Bandwidth IIR Filter с набором Filter type к Lowpass. Этот тип фильтра позволяет вам изменить частоту полосы пропускания в процессе моделирования, не имея необходимость перепроектировать целый фильтр. Алгоритм фильтра повторно вычисляет коэффициенты фильтра каждый раз, когда частота полосы пропускания изменяется.

Откройте модель фильтра Lowpass

model = 'ex_tunable_chirp_lowpass';
open_system(model);

On the input side, there is a Chirp signal block and a Random Source block. These signals feed into an adder. The output of the adder block is a noisy chirp signal. The noisy chirp signal feeds into the Variable Bandwidth IIR Filter block that acts as a tunable lowpass filter. The noisy chirp signal and the filtered signal are fed into the Spectrum Analyzer.

Входной сигнал является шумным щебетом, произведенным на уровне 44,1 кГц. Щебет имеет начальную частоту 5 000 Гц и целевую частоту 8 000 Гц.

Block dialog box of the Chirp signal. The parameters of the block dialog box are as follows. Frequency sweep is set to Linear, Sweep model is set to Bidirectional, Initial frequency is set to 5000 Hz, Target frequency is set to 8000 Hz, Target time is set to 1 s, sweep time is set to 1 s, Initial phase is set to 0 radians, Sample time is set to 1/44100 seconds, Samples per frame is set to 1024, and Output Data Type is set to double.

Блок Variable Bandwidth IIR Filter имеет частотную характеристику lowpass с набором частоты полосы пропускания к 2 000 Гц.

The image shows the magnitude response shown on the Filter Visualization Tool on the left and the block dialog of the Variable Bandwidth IIR Filter on the right. The Variable Bandwidth IIR Filter contains the following parameters. Filter type is set to Lowpass, IIR filter order is set to 8, Filter passband frequency is set to 2000 Hz, Filter passband ripple is set to 1 dB, Filter stopband attenuation is set to 60 dB, Inherit sample rate from input check box is not selected, Input sample rate is set to 44100 Hz, View Filter Response button, Simulate using is set to Interpreted execution. When you click on the View Filter Response button, the Filter Visualization Tool window launches and shows the magnitude response in dB by default. The y-axis of the FV Tool shows Magnitude in dB and scales from -85 dB to +5 dB. The x-axis shows frequency in kHz and scales from 0 to 22.5 kHz. The plot shows passband until 2000 Hz and stopband after that.

Симулируйте модель

После того, как вы конфигурируете параметры блоков, симулируете модель. В начальной настройке щебет развертывается от 5 000 Гц до 8 000 Гц, который падает в полосе задерживания фильтра. Когда вход щебета проходит через этот фильтр, фильтр ослабляет щебет.

Spectrum Analyzer plot showing the overlay of the original signal and the filtered signal. The y-axis is measured in dBm and scales from -175 dBm to 75 dBm. The x-axis shows the frequencies in KHz and ranges from 0 KHz to 22.5 KHz.

Настроить частоту Полосы пропускания фильтра, в диалоговом окне блока Variable Bandwidth IIR Filter, Filter passband frequency (Hz) изменения к 6 000 Гц. Нажмите Apply и выход Спектра, который Анализатор сразу изменяет.

Частотные диапазоны развертки щебета от 5 000 до 8 000 Гц. Часть этого частотного диапазона находится в полосе пропускания, и остающаяся часть находится в полосе задерживания. В то время как в частоте полосы пропускания фильтра, щебет незатронут.

Spectrum Analyzer plot showing the overlay of the original signal and the filtered signal.

В то время как в частоте полосы задерживания фильтра, щебет ослабляется.

Spectrum Analyzer plot showing the overlay of the original signal and the filtered signal.

В процессе моделирования можно настроить любой из настраиваемых параметров в модели и видеть эффект на отфильтрованном выходном реальном времени.

Смотрите также

| | | |

Документация DSP System Toolbox

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте