Объект спецификации фильтров Highpass
D = fdesign.highpass
D = fdesign.highpass(SPEC)
D = fdesign.highpass(SPEC,specvalue1,specvalue2,...)
D = fdesign.highpass(specvalue1,specvalue2,specvalue3,
specvalue4)
D = fdesign.highpass(...,Fs)
D = fdesign.highpass(...,MAGUNITS)
D = fdesign.highpass создает highpass объект спецификации фильтров D, применяя значения по умолчанию для спецификации, 'Fst,Fp,Ast,Ap'.
D = fdesign.highpass(SPEC) объект D построений и устанавливает Specification свойство к SPEC. Записи в SPEC представляйте различные функции ответа фильтра, такие как порядок фильтра, которые управляют созданием фильтра. Действительные доступы для SPEC показаны ниже. Эти записи не являются чувствительными к регистру.
Примечание
Записи спецификации, отмеченные звездочкой, требуют программного обеспечения DSP System Toolbox™.
'Fst,Fp,Ast,Ap' (spec по умолчанию)
'N,F3db'
'N,F3db,Ap' *
'N,F3db,Ast' *
'N,F3db,Ast,Ap' *
'N,F3db,Fp *
'N,Fc'
'N,Fc,Ast,Ap'
'N,Fp,Ap'
'N,Fp,Ast,Ap'
'N,Fst,Ast'
'N,Fst,Ast,Ap'
'N,Fst,F3db' *
'N,Fst,Fp'
'N,Fst,Fp,Ap' *
'N,Fst,Fp,Ast' *
'Nb,Na,Fst,Fp' *
Технические требования фильтра определяются следующим образом:
Ap — сумма пульсации, позволенной в полосе передачи в децибелах (модули по умолчанию). Также названный Apass.
Ast — затухание в полосе задерживания в децибелах (модули по умолчанию). Также названный Astop.
F3db — частота среза для точки точки 3 дБ ниже значения полосы пропускания. Заданный в нормированных единицах частоты.
Fc — частота среза для точки точки 6 дБ ниже значения полосы пропускания. Заданный в нормированных единицах частоты.
Fp — частота в начале полосы передачи. Заданный в нормированных единицах частоты. Также названный Fpass.
Fst — частота в конце полосы задерживания. Заданный в нормированных единицах частоты. Также названный Fstop.
N — порядок фильтра.
Na и Nb порядок знаменателя и числителя.
Графически, технические требования фильтра выглядят похожими на показанных в следующем рисунке.
Области между значениями спецификации как Fst и Fp области перехода, где ответ фильтра явным образом не задан.
Методы создания фильтра, которые применяются к highpass изменению объекта спецификации фильтров в зависимости от SpecificationИспользование designmethods определить, какой метод разработки применяется к объекту и его спецификации.
Использование designopts определить, какие проектные решения допустимы для данного метода разработки. Для получения дальнейшей информации на проектных решениях для данного метода разработки, METHOD, введите help(D,METHOD) в MATLAB® командная строка.
D = fdesign.highpass(SPEC,specvalue1,specvalue2,...) создает объект d и устанавливает его значения спецификации во время создания.
D = fdesign.highpass(specvalue1,specvalue2,specvalue3, создает объект
specvalue4)D с Specification по умолчанию свойство и значения вы вводите для specvalue1,specvalue2,....
D = fdesign.highpass(...,Fs) обеспечивает частоту дискретизации для объекта спецификации фильтров. Fs находится в Гц и должен быть задан как скаляр, запаздывающий другие введенные численные значения. Если вы задаете частоту дискретизации, все другие технические требования частоты находятся в Гц.
D = fdesign.highpass(...,MAGUNITS) задает модули для любой спецификации величины, которую вы предоставляете во входных параметрах. MAGUNITS может быть один из
'linear' — задайте величину в линейных модулях
'dB' — задайте величину в дБ (децибелы)
'squared' — задайте величину в блоках питания
Когда вы не используете MAGUNITS аргумент, fdesign принимает, что все величины находятся в децибелах. Обратите внимание на то, что fdesign хранилища все технические требования величины в децибелах (преобразующий в децибелы, когда необходимый) независимо от того, как вы задаете величины.
Спроектируйте фильтр Баттерворта с lowpass и highpass частотными характеристиками. Процедура создания фильтра:
Задайте технические требования создания фильтра с помощью fdesign функция.
Выберите метод разработки, обеспеченный designmethods функция.
Чтобы определить доступные проектные решения, чтобы выбрать из, используйте designoptions функция.
Спроектируйте фильтр с помощью design функция.
Фильтр lowpass
Создайте объект спецификации создания фильтра lowpass по умолчанию использование fdesign.lowpass.
designSpecs = fdesign.lowpass
designSpecs =
lowpass with properties:
Response: 'Lowpass'
Specification: 'Fp,Fst,Ap,Ast'
Description: {4x1 cell}
NormalizedFrequency: 1
Fpass: 0.4500
Fstop: 0.5500
Apass: 1
Astop: 60
Определите доступные методы разработки с помощью designmethods функция. Чтобы спроектировать фильтр Баттерворта, выберите butter.
designmethods(designSpecs,'SystemObject',true)Design Methods that support System objects for class fdesign.lowpass (Fp,Fst,Ap,Ast): butter cheby1 cheby2 ellip equiripple ifir kaiserwin multistage
При разработке фильтра можно задать дополнительные проектные решения. Просмотрите список опций с помощью designoptions функция. Эта функция также показывает варианты оформления по умолчанию использование фильтра.
designoptions(designSpecs,'butter','SystemObject',true)
ans = struct with fields:
FilterStructure: {1x6 cell}
SOSScaleNorm: 'ustring'
SOSScaleOpts: 'fdopts.sosscaling'
MatchExactly: {'passband' 'stopband'}
DefaultFilterStructure: 'df2sos'
DefaultMatchExactly: 'stopband'
DefaultSOSScaleNorm: ''
DefaultSOSScaleOpts: [1x1 fdopts.sosscaling]
Используйте design функционируйте, чтобы спроектировать фильтр. Передайте 'butter' и технические требования, данные переменной designSpecs, как входные параметры. Задайте 'matchexactly' проектное решение к 'passband'.
lpFilter = design(designSpecs,'butter','matchexactly','passband','SystemObject',true);
Визуализируйте частотную характеристику спроектированного фильтра.
fvtool(lpFilter)
Фильтр Highpass
Создайте highpass объект спецификации создания фильтра использование fdesign.highpass. Задайте порядок быть 7 и частота на 3 дБ, чтобы быть радианы/выборка.
designSpecs = fdesign.highpass('N,F3dB',7,.6); Определите доступные методы разработки. Чтобы спроектировать фильтр Баттерворта, выберите butter.
designmethods(designSpecs,'SystemObject',true)Design Methods that support System objects for class fdesign.highpass (N,F3dB): butter maxflat
При разработке фильтра можно задать дополнительные проектные решения. Просмотрите список опций с помощью designoptions функция. Эта функция также показывает варианты оформления по умолчанию использование фильтра.
designoptions(designSpecs,'butter','SystemObject',true)
ans = struct with fields:
FilterStructure: {1x6 cell}
SOSScaleNorm: 'ustring'
SOSScaleOpts: 'fdopts.sosscaling'
DefaultFilterStructure: 'df2sos'
DefaultSOSScaleNorm: ''
DefaultSOSScaleOpts: [1x1 fdopts.sosscaling]
Чтобы спроектировать фильтр Баттерворта, используйте design функционируйте и задайте 'butter' как вход. Установите 'FilterStructure' к 'cascadeallpass'.
hpFilter = design(designSpecs,'butter','FilterStructure','cascadeallpass','SystemObject',true);
Визуализируйте highpass частотную характеристику.
fvtool(hpFilter)
Highpass фильтруют сигнал дискретного времени, состоящий из двух синусоид.
Создайте highpass объект спецификации фильтров. Задайте частоту полосы пропускания, чтобы быть 0.25π рад/отсчет и частота полосы задерживания, чтобы быть 0.15π рад/отсчет. Задайте 1 дБ допустимой неравномерности в полосе пропускания и затухание в полосе задерживания 60 дБ.
d = fdesign.highpass('Fst,Fp,Ast,Ap',0.15,0.25,60,1);Запросите допустимые методы разработки для своего объекта спецификации фильтров.
designmethods(d)
Design Methods for class fdesign.highpass (Fst,Fp,Ast,Ap): butter cheby1 cheby2 ellip equiripple ifir kaiserwin
Создайте КИХ equiripple, фильтруют и просматривают ответ величины фильтра с FVTool.
Hd = design(d,'equiripple');
fvtool(Hd)
Создайте сигнал, состоящий из суммы двух синусоид дискретного времени с частотами π/8 и π/4 рад/отсчета и амплитуд 1 и 0.25 соответственно. Отфильтруйте сигнал дискретного времени с КИХ equiripple объект фильтра.
n = 0:159; x = cos(pi/8*n)+0.25*sin(pi/4*n); y = filter(Hd,x);
Постройте исходные и отфильтрованные сигналы в частотном диапазоне.
freq = 0:(2*pi)/160:pi; xdft = fft(x); ydft = fft(y); plot(freq/pi,abs(xdft(1:length(x)/2+1))) hold on plot(freq/pi,abs(ydft(1:length(y)/2+1)),'r','linewidth',2) hold off legend('Original Signal','Lowpass Signal','Location','NorthEast') ylabel('Magnitude') xlabel('Normalized Frequency (\times\pi rad/sample)')
Создайте фильтр порядка 10 с частотой на 6 дБ 9,6 кГц и частоты дискретизации 48 кГц. Посмотрите на доступные методы разработки.
d=fdesign.highpass('N,Fc',10,9600,48000);
designmethods(d)Design Methods for class fdesign.highpass (N,Fc): window
Единственный доступный метод является методом окна FIR. Спроектируйте фильтр и отобразите его ответ величины.
Hd = design(d); fvtool(Hd)
Можно задать форму полосы задерживания и уровня, на котором затухает полоса задерживания.
Создайте двух КИХ equiripple фильтры с различными линейными наклонами полосы задерживания. Задайте частоту полосы пропускания, чтобы быть 0.3π рад/отсчет и частота полосы задерживания, чтобы быть 0.35π рад/отсчет. Задайте 1 дБ допустимой неравномерности в полосе пропускания и затухание в полосе задерживания 60 дБ. Спроектируйте один фильтр с 20 дБ / (рад/отсчет) наклон полосы задерживания и другой фильтр с наклоном 40 дБ / (рад/отсчет).
D = fdesign.highpass('Fst,Fp,Ast,Ap',0.3,0.35,60,1); Hd1 = design(D,'equiripple','StopBandShape','linear','StopBandDecay',20); Hd2 = design(D,'equiripple','StopBandShape','linear','StopBandDecay',40);
Визуализируйте ответы величины фильтров.
hfvt = fvtool([Hd1 Hd2]); legend(hfvt,'20 dB/rad/sample','40 dB/rad/sample')
