Галерея Filter Design
В этом примере показано, как спроектировать разнообразие КИХ и БИХ-цифровых фильтров с designfilt функция в продукте Signal Processing Toolbox®.
Галерея спроектирована для вас, чтобы идентифицировать ответ фильтра интереса, просмотреть код и использовать его в вашем собственном проекте. Это содержит примеры для каждого из доступных ответов фильтра, предлагаемых designfilt. Обратите внимание, однако, что это только несколько возможных путей, которыми можно спроектировать фильтры для каждого типа ответа. Для исчерпывающего списка наборов спецификации см. документацию Signal Processing Toolbox.
Кроме тех случаев, когда отмеченный в противном случае, в этом примере все единицы частоты находятся в герц, и вся пульсация и значения затухания находятся в децибелах.
КИХ-фильтры lowpass
Проект Equiripple
Fpass = 100; Fstop = 150; Apass = 1; Astop = 65; Fs = 1e3; d = designfilt('lowpassfir', ... 'PassbandFrequency',Fpass,'StopbandFrequency',Fstop, ... 'PassbandRipple',Apass,'StopbandAttenuation',Astop, ... 'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs); fvtool(d)
БИХ-фильтры lowpass
Максимально плоский проект
Fpass = 100; Fstop = 150; Apass = 0.5; Astop = 65; Fs = 1e3; d = designfilt('lowpassiir', ... 'PassbandFrequency',Fpass,'StopbandFrequency',Fstop, ... 'PassbandRipple',Apass,'StopbandAttenuation',Astop, ... 'DesignMethod','butter','SampleRate',Fs); fvtool(d)
Слегка колеблитесь в полосе пропускания и полосе задерживания
N = 8; Fpass = 100; Apass = 0.5; Astop = 65; Fs = 1e3; d = designfilt('lowpassiir', ... 'FilterOrder',N, ... 'PassbandFrequency',Fpass, ... 'PassbandRipple',Apass,'StopbandAttenuation',Astop, ... 'SampleRate',Fs); fvtool(d)
КИХ-фильтры Highpass
Проект Equiripple
Fstop = 350; Fpass = 400; Astop = 65; Apass = 0.5; Fs = 1e3; d = designfilt('highpassfir','StopbandFrequency',Fstop, ... 'PassbandFrequency',Fpass,'StopbandAttenuation',Astop, ... 'PassbandRipple',Apass,'SampleRate',Fs,'DesignMethod','equiripple'); fvtool(d)
БИХ-фильтры Highpass
Максимально плоский проект
Fstop = 350; Fpass = 400; Astop = 65; Apass = 0.5; Fs = 1e3; d = designfilt('highpassiir','StopbandFrequency',Fstop ,... 'PassbandFrequency',Fpass,'StopbandAttenuation',Astop, ... 'PassbandRipple',Apass,'SampleRate',Fs,'DesignMethod','butter'); fvtool(d)
Слегка колеблитесь в полосе пропускания и полосе задерживания
N = 8; Fpass = 400; Astop = 65; Apass = 0.5; Fs = 1e3; d = designfilt('highpassiir', ... 'FilterOrder',N, ... 'PassbandFrequency',Fpass, ... 'StopbandAttenuation',Astop,'PassbandRipple',Apass, ... 'SampleRate',Fs); fvtool(d)
Полосовые КИХ-фильтры
Проект Equiripple
Fstop1 = 150; Fpass1 = 200; Fpass2 = 300; Fstop2 = 350; Astop1 = 65; Apass = 0.5; Astop2 = 65; Fs = 1e3; d = designfilt('bandpassfir', ... 'StopbandFrequency1',Fstop1,'PassbandFrequency1', Fpass1, ... 'PassbandFrequency2',Fpass2,'StopbandFrequency2', Fstop2, ... 'StopbandAttenuation1',Astop1,'PassbandRipple', Apass, ... 'StopbandAttenuation2',Astop2, ... 'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs); fvtool(d)
Асимметричные затухания полосы
N = 50; Fstop1 = 150; Fpass1 = 200; Fpass2 = 300; Fstop2 = 350; Wstop1 = 3; Wstop2 = 100; Fs = 1e3; d = designfilt('bandpassfir', ... 'FilterOrder',N, ... 'StopbandFrequency1',Fstop1,'PassbandFrequency1', Fpass1, ... 'PassbandFrequency2',Fpass2,'StopbandFrequency2', Fstop2, ... 'StopbandWeight1',Wstop1,'StopbandWeight2',Wstop2, ... 'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs); fvtool(d)
Полосовые БИХ-фильтры
Максимально плоский проект
Fstop1 = 150; Fpass1 = 200; Fpass2 = 300; Fstop2 = 350; Astop1 = 65; Apass = 0.5; Astop2 = 65; Fs = 1e3; d = designfilt('bandpassiir', ... 'StopbandFrequency1',Fstop1,'PassbandFrequency1', Fpass1, ... 'PassbandFrequency2',Fpass2,'StopbandFrequency2', Fstop2, ... 'StopbandAttenuation1',Astop1,'PassbandRipple', Apass, ... 'StopbandAttenuation2',Astop2, ... 'DesignMethod','butter','SampleRate', Fs); fvtool(d)
Слегка колеблитесь в полосе пропускания и полосе задерживания
N = 8; Fpass1 = 200; Fpass2 = 300; Astop1 = 65; Apass = 0.5; Astop2 = 65; Fs = 1e3; d = designfilt('bandpassiir', ... 'FilterOrder',N, ... 'PassbandFrequency1', Fpass1,'PassbandFrequency2', Fpass2, ... 'StopbandAttenuation1', Astop1, 'PassbandRipple', Apass, ... 'StopbandAttenuation2', Astop2, ... 'SampleRate', Fs); fvtool(d)
КИХ-фильтры Bandstop
Проект Equiripple
Fpass1 = 100; Fstop1 = 150; Fstop2 = 350; Fpass2 = 400; Apass1 = 0.5; Astop = 65; Apass2 = 0.5; Fs = 1e3; d = designfilt('bandstopfir', ... 'PassbandFrequency1',Fpass1,'StopbandFrequency1',Fstop1, ... 'StopbandFrequency2',Fstop2,'PassbandFrequency2',Fpass2, ... 'PassbandRipple1',Apass1,'StopbandAttenuation',Astop, ... 'PassbandRipple2', Apass2, ... 'DesignMethod','equiripple','SampleRate', Fs); fvtool(d)
Асимметричные неравномерности в полосе пропускания
N = 30; Fpass1 = 100; Fstop1 = 150; Fstop2 = 350; Fpass2 = 400; Wpass1 = 1; Wpass2 = 10; Fs = 1e3; d = designfilt('bandstopfir', ... 'FilterOrder',N, ... 'PassbandFrequency1',Fpass1,'StopbandFrequency1',Fstop1, ... 'StopbandFrequency2',Fstop2,'PassbandFrequency2',Fpass2, ... 'PassbandWeight1',Wpass1,'PassbandWeight2',Wpass2, ... 'DesignMethod','equiripple','SampleRate', Fs); fvtool(d)
БИХ-фильтры Bandstop
Максимально плоский проект
Fpass1 = 100; Fstop1 = 150; Fstop2 = 350; Fpass2 = 400; Apass1 = 0.5; Astop = 65; Apass2 = 0.5; Fs = 1e3; d = designfilt('bandstopiir', ... 'PassbandFrequency1',Fpass1,'StopbandFrequency1',Fstop1, ... 'StopbandFrequency2',Fstop2,'PassbandFrequency2',Fpass2, ... 'PassbandRipple1',Apass1,'StopbandAttenuation',Astop, ... 'PassbandRipple2', Apass2, ... 'DesignMethod','butter','SampleRate', Fs); fvtool(d)
Слегка колеблитесь в полосе пропускания и полосе задерживания
N = 8; Fpass1 = 125; Fpass2 = 375; Apass = 0.5; Astop = 65; Fs = 1e3; d = designfilt('bandstopiir', ... 'FilterOrder',N, ... 'PassbandFrequency1',Fpass1,'PassbandFrequency2',Fpass2, ... 'PassbandRipple',Apass,'StopbandAttenuation', Astop, ... 'SampleRate',Fs); fvtool(d)
Произвольные КИХ-фильтры величины
Одно полоса произвольный проект величины
N = 300; % Frequencies are in normalized units F1 = 0:0.01:0.18; F2 = [.2 .38 .4 .55 .562 .585 .6 .78]; F3 = 0.79:0.01:1; FreqVect = [F1 F2 F3]; % vector of frequencies % Define desired response using linear units A1 = .5+sin(2*pi*7.5*F1)/4; % Sinusoidal section A2 = [.5 2.3 1 1 -.2 -.2 1 1]; % Piecewise linear section A3 = .2+18*(1-F3).^2; % Quadratic section AmpVect = [A1 A2 A3]; d = designfilt('arbmagfir',... 'FilterOrder',N,'Amplitudes',AmpVect,'Frequencies',FreqVect,... 'DesignMethod','freqsamp'); fvtool(d,'MagnitudeDisplay','Zero-phase')
Многополосный проект Lowpass со ступенчатыми уровнями затухания на полосе задерживания
N = 150; B = 2; % Number of bands % Frequencies are in normalized units F1 = [0 .25]; % Passband F2 = [.3 .4 .401 .5 .501 .6 .601 .7 .701 .8 .801 .9 .901 1]; % Stopband A1 = ones(size(F1)); % Desired amplitudes for band 1 in linear units A2 = zeros(size(F2)); % Desired amplitudes for band 2 in linear units % Vector of weights W = 10.^([0 0 5 5 10 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35]/20); W1 = W(1:2); % Weights for band 1 W2 = W(3:end); % Weights for band 2 d = designfilt('arbmagfir', ... 'FilterOrder',N,'NumBands',B, ... 'BandFrequencies1',F1,'BandAmplitudes1',A1, ... 'BandFrequencies2',F2,'BandAmplitudes2',A2, ... 'BandWeights1',W1,'BandWeights2', W2); fvtool(d)
КИХ-фильтры дифференциатора
Полный проект полосы
N = 41; Fs = 1e3; d = designfilt('differentiatorfir', ... 'FilterOrder',N, 'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs); fvtool(d,'MagnitudeDisplay','zero-phase','OverlayedAnalysis','phase')
Частичный проект полосы
N = 40; Fpass = 100; Fstop = 150; Fs = 1e3; d = designfilt('differentiatorfir', ... 'FilterOrder',N, ... 'PassbandFrequency',Fpass,'StopbandFrequency',Fstop, ... 'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs); fvtool(d,'MagnitudeDisplay','zero-phase','OverlayedAnalysis','phase')
Гильбертовы КИХ-фильтры
Проект Equiripple
N = 40; Tw = 50; Fs = 1e3; d = designfilt('hilbertfir', ... 'FilterOrder',N,'TransitionWidth',Tw, ... 'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs); fvtool(d,'MagnitudeDisplay','Zero-phase','OverlayedAnalysis','phase')
