dsp.FilterCascade
Создайте каскад Системных объектов фильтра
Описание
dsp.FilterCascade объект создает многоступенчатую Систему object™, который позволяет расположиться каскадом Системных объектов фильтра, задержек и скалярных усилений. Этот объект действует похожий на cascade функция. Однако cascade функция не поддерживает задержку как этап фильтра.
Можно передать dsp.FilterCascade Системный объект как этап к другому dsp.FilterCascade Системный объект. Можно также передать dsp.FilterCascade Системный объект как вход к cascade функция.
Когда вы вызываете объект, размер, тип данных, и сложность входного сигнала должна поддерживаться всеми этапами в каскаде фильтра. Этот переменный размер поддержки объектов сигнализирует, подготавливает ли фильтр в сигналах переменного размера поддержки объектов.
Отфильтровать сигнал с каскадом фильтров:
Создайте
dsp.FilterCascadeобъект и набор его свойства.Вызовите объект с аргументами, как будто это была функция.
Чтобы узнать больше, как Системные объекты работают, смотрите то, Что Системные объекты?
В качестве альтернативы можно сгенерировать MATLAB® функция от фильтра располагает каскадом объект и эту функцию вызова, чтобы отфильтровать сигнал. Сгенерированная функция поддерживает генерацию кода C/C++. Для получения дополнительной информации смотрите generateFilteringCode функция.
Создание
Описание
FC = dsp.FilterCascadeFC это имеет одноступенчатое, dsp.FIRFilter Системный объект со свойствами по умолчанию.
FC = dsp.FilterCascade(filt1,filt2,...,filtn)FC, с набором первой стадии к filt1, вторые декорации и реквизит к filt2, и так далее. Каждым этапом может быть Системный объект фильтра, dsp.FilterCascade Системный объект, dsp.Delay Системный объект или скалярное значение усиления.
Например, создайте каскад фильтра, который включает фильтр lowpass, фильтр highpass и этап усиления.
lpFilt = dsp.LowpassFilter('StopbandFrequency',15000,... 'PassbandFrequency',12000); hpFilt = dsp.HighpassFilter('StopbandFrequency',5000,... 'PassbandFrequency',8000); gain = 2; bpFilt = dsp.FilterCascade(lpFilt,hpFilt,2);
Свойства
Использование
Синтаксис
Описание
y = FC(x)x при помощи каскада фильтра, заданного в FC и возвращается, отфильтровал выход y. Размер, тип данных и сложность входного сигнала должны поддерживаться всеми этапами в каскаде фильтра. Этот переменный размер поддержки объектов сигнализирует, подготавливает ли фильтр в сигналах переменного размера поддержки объектов.
Входные параметры
Выходные аргументы
Функции объекта
Чтобы использовать объектную функцию, задайте Системный объект как первый входной параметр. Например, чтобы выпустить системные ресурсы Системного объекта под названием obj, используйте этот синтаксис:
release(obj)
Примеры
Отфильтруйте сигнал Используя каскадные фильтры Lowpass и Highpass
Примечание: Этот пример запускается только в R2016b или позже. Если вы используете более ранний релиз, заменяете каждый вызов функции с эквивалентным step синтаксис. Например, myObject(x) становится step(myObject,x).
Спроектируйте полосовой фильтр путем расположения каскадом:
highpass фильтрует с частотой полосы задерживания 5 000 Гц и частотой полосы пропускания 8 000 Гц
Фильтр lowpass с частотой полосы пропускания 12 000 Гц и частотой полосы задерживания 15 000 Гц
Визуализируйте частотную характеристику с помощью fvtool.
lpFilt = dsp.LowpassFilter('StopbandFrequency',15000,... 'PassbandFrequency',12000); hpFilt = dsp.HighpassFilter('StopbandFrequency',5000,... 'PassbandFrequency',8000); bpFilt = dsp.FilterCascade(lpFilt,hpFilt); fvtool(bpFilt); legend('Bandpass filter');
Передайте шумную синусоиду как вход к полосовому фильтру. Вход является суммой трех синусоид с частотами на уровне 3 кГц, 10 кГц и 15 кГц. Частота дискретизации составляет 48 кГц. Просмотрите вход и отфильтрованный выход на спектре анализатор.
Тоны на уровне 3 кГц и 15 кГц ослабляются, и тон на уровне 10 кГц сохраняется полосовым фильтром.
Sine1 = dsp.SineWave('Frequency',3e3,... 'SampleRate',48e3,... 'SamplesPerFrame',6000); Sine2 = dsp.SineWave('Frequency',10e3,... 'SampleRate',48e3,... 'SamplesPerFrame',6000); Sine3 = dsp.SineWave('Frequency',15e3,... 'SampleRate',48e3,... 'SamplesPerFrame',6000); SpecAna = dsp.SpectrumAnalyzer(... 'PlotAsTwoSidedSpectrum',false,... 'SampleRate',Sine1.SampleRate, ... 'NumInputPorts',2,... 'ShowLegend',true, ... 'YLimits',[-160,60]); SpecAna.ChannelNames = {'Original noisy signal','Filtered signal'}; for i = 1:1000 x = Sine1()+Sine2()+Sine3()+0.1.*randn(Sine1.SamplesPerFrame,1); y = bpFilt(x); SpecAna(x,y); end release(SpecAna)
Спроектируйте компенсацию Decimator для CIC Decimator
Создайте CIC decimator. Расположите каскадом decimator с усилением.
cicdecim = dsp.CICDecimator(... 'DecimationFactor',6,... 'NumSections',6); decimcasc = dsp.FilterCascade(cicdecim,... 1/gain(cicdecim));
Спроектируйте компенсацию decimator и расположите каскадом ее с каскадом фильтра, decimcasc. Эта операция вкладывает dsp.FilterCascade возразите как этап в другом каскаде фильтра. Компенсация CIC decimator имеет свойственное усиление, gain(cicdecim). Фактор 1/gain(cicdecim) от каскада децимирующего фильтра, decimcasc, компенсирует усиление фильтра компенсации.
% Sample rate of input of compensation decimator fs = 16e3; % Passband frequency fPass = 4e3; % Stopband frequency fStop = 4.5e3; ciccomp = dsp.CICCompensationDecimator(cicdecim,... 'DecimationFactor',2, ... 'PassbandFrequency',fPass, ... 'StopbandFrequency',fStop, ... 'SampleRate',fs); filtchain = dsp.FilterCascade(decimcasc,ciccomp);
Визуализируйте частотную характеристику каскада каскадов.
f = fvtool(decimcasc,ciccomp,... filtchain,'Fs',[fs*6,fs,fs*6],... 'Arithmetic','fixed'); legend(f,'CIC Decimator',... 'CIC Compensation Decimator',... 'Overall Response');
Сгенерируйте код, чтобы отфильтровать Используя каскад
Спроектируйте 2D этап decimator с шириной перехода на 100 Гц, частотой дискретизации на 2 кГц и затуханием на 60 дБ в полосе задерживания. decimator должен проредить на коэффициент 4.
decimSpec = fdesign.decimator(4,'Nyquist',... 4,'Tw,Ast',... 100,60,2000); filtCasc = design(decimSpec,'multistage',... 'SystemObject',true);
Проверьте свой проект при помощи fvtool.
info(filtCasc)
ans =
'Discrete-Time Filter Cascade
----------------------------
Number of stages: 2
Stage1: dsp.FIRDecimator
-------
Discrete-Time FIR Multirate Filter (real)
-----------------------------------------
Filter Structure : Direct-Form FIR Polyphase Decimator
Decimation Factor : 2
Polyphase Length : 10
Filter Length : 19
Stable : Yes
Linear Phase : Yes (Type 1)
Arithmetic : double
Stage2: dsp.FIRDecimator
-------
Discrete-Time FIR Multirate Filter (real)
-----------------------------------------
Filter Structure : Direct-Form FIR Polyphase Decimator
Decimation Factor : 2
Polyphase Length : 18
Filter Length : 35
Stable : Yes
Linear Phase : Yes (Type 1)
Arithmetic : double
'
fvtool(filtCasc)
Сгенерируйте код, чтобы отфильтровать данные с помощью этого проекта. Вы не можете сгенерировать код C/C++ от dsp.FilterCascade возразите непосредственно, но можно сгенерировать код C/C++ от сгенерированной функции. Функция задает этапы фильтра и вызывает их в последовательности. Функция сохранена в файле, названном myDecimator.m в текущем каталоге.
generateFilteringCode(filtCasc,'myDecimator');myDecimator функция создает каскад фильтра и вызывает каждый объект этапа в свою очередь.
type myDecimatorfunction y = myDecimator(x)
%MYDECIMATOR Construct filter cascade and process each stage
% MATLAB Code
% Generated by MATLAB(R) 9.11 and DSP System Toolbox 9.13.
% Generated on: 25-Aug-2021 09:39:27
% To generate C/C++ code from this function use the codegen command.
% Type 'help codegen' for more information.
%#codegen
%% Construction
persistent filter1 filter2
if isempty(filter1)
filter1 = dsp.FIRDecimator( ...
'Numerator', [0.0021878514650437845 0 -0.010189095418136306 0 0.031140395225498115 0 -0.082785931644222821 0 0.30979571849010851 0.5 0.30979571849010851 0 -0.082785931644222821 0 0.031140395225498115 0 -0.010189095418136306 0 0.0021878514650437845]);
filter2 = dsp.FIRDecimator( ...
'Numerator', [0.0011555011750488237 0 -0.0027482166351233102 0 0.0057681982289523072 0 -0.010736374060960912 0 0.018592020073668478 0 -0.031093723586671229 0 0.052603914610235683 0 -0.099130756073130377 0 0.31592697826202448 0.5 0.31592697826202448 0 -0.099130756073130377 0 0.052603914610235683 0 -0.031093723586671229 0 0.018592020073668478 0 -0.010736374060960912 0 0.0057681982289523072 0 -0.0027482166351233102 0 0.0011555011750488237]);
end
%% Process
y1 = filter1( x );
y = filter2( y1);