主要内容

firls

最小二乘线性相位数字滤波器的设计

描述

例子

b= firls (n,f,一个)返回行向量b包含n + 1订单的系数n冷杉过滤器。这个过滤器大约有frequency-amplitude特点匹配给定的向量,f一个

b= firls (n,f,一个,w)使用的权重向量w称量误差。

例子

b= firls (n,f,一个,ftype)指定一个过滤器类型ftype是:

  • 希尔伯特的

  • “区别”

b= firls (n,f,一个,w,ftype)使用的权重向量w称量误差。它还指定了一个过滤器类型ftype是:

  • 希尔伯特的

  • “区别”

例子

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下面的代码展示了如何设计一个低通滤波器过渡带的订购225。

创建频率和振幅矢量,f一个

0.25 - 0.3 f = [0 1]
f =1×40 0.2500 0.3000 1.0000
一个= [1 1 0 0]
一个=1×41 1 0 0

使用firls获取n + 1订单的系数n低通滤波器。

b = firls (255 f);

滤波器的脉冲响应

fvtool (b,“冲动”)

图图1:脉冲响应包含一个坐标轴对象。坐标轴对象脉冲响应与标题,包含样本,ylabel振幅包含一个干细胞类型的对象。

下面显示了如何设计一个24阶反对称与分段线性滤波器通频带,和情节预期的和实际的振幅响应。

创建频率和振幅矢量,f一个

f = [0 0.3 0.4 0.6 0.7 0.9];一个= [0 1 0 0 0.5 - 0.5];

使用firls获得25滤波器的系数。

f b = firls(24日,,希尔伯特的);

画出理想的振幅响应随着过渡地区。

情节(f。*π,“o”,“markerfacecolor”,(1 0 0));持有;情节(f。*π,“r——”,“线宽”2);

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含2线类型的对象。一个或多个行显示的值只使用标记

使用freqz获得设计滤波器的频率响应和策划滤波器的幅度响应。

[H F] = freqz (b, 1);情节(F, abs (H));集(gca),“xlim”π[0])传说(“过滤规范”,“过渡区”,级响应的)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含3线类型的对象。一个或多个行显示的值只使用这些对象标记代表过滤器规格、过渡地区,级响应。

输入参数

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过滤器的顺序,指定为一个整数标量。奇怪的命令,在奈奎斯特频率的频率响应是0。由于这个原因,firls总是使用一个过滤订单配置在奈奎斯特频率通带。如果你指定一个奇值n,firls增加1。

例子:8

数据类型:int8|int16|int32|int64

双频率点,指定为一个向量的值介于0和1,1对应的奈奎斯特频率。频率必须在增加订单,和重复频率点是允许的。您可以使用重复频率点设计过滤器完全像那些返回的fir1的故事函数与一个矩形(rectwin)窗口。

f一个是相同的长度。这个长度必须是偶数。

例子:[0 0.3 0.4 1]

数据类型:|

函数在每个频率点的振幅值,指定为一个向量的长度相同f。这个长度必须是偶数。

所需的振幅频率之间的双点(f(k),f(k+ 1)k很奇怪,是线段连接的点(f(k),一个(k)和(f(k+ 1),一个(k+ 1)。

所需的振幅频率之间的双点(f(k),f(k+ 1)k即使是未指定的。这些都是过渡或“不在乎”地区。

例子:[1 1 0 0]

数据类型:|

权重衡量适合每个频带,指定为一个向量长度的长度的一半f一个,所以每个乐队都有一个重量。w表明重点将减少多少积分平方误差在每一个乐队,相对于其他的乐队。

例子:(0.5 - 1)

数据类型:|

过滤器类型,指定为希尔伯特的“区别”

例子:希尔伯特的

数据类型:字符

输出参数

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滤波器系数,作为数字返回向量的n + 1值,n是过滤器的顺序。

b = firls (n、f)我设计的线性相位滤波器类型(n奇怪的)和II型(n)。输出系数,或“龙头”b服从的关系:

(k) = b (n + 2 k), k = 1,……n + 1

b = firls (n、f,希尔伯特)与奇对称设计线性相位滤波器(类型III和IV型),输出系数,或“水龙头”b服从的关系:

b (k) = - b (n + 2 k), k = 1,……n + 1

b = firls (n、f,“区别”)设计类型III和IV型过滤器,使用一种特殊的加权技术。为非零振幅乐队,集成的平方误差的重量(1 / f)2。这个权重导致错误在低频率远小于在高频率。冷杉差异,有振幅特性与频率成正比,过滤器相对完整的平方误差最小化。此值的平方的积分误差比所需的振幅。

更多关于

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诊断

错误和警告消息

下列显示诊断消息之一当使用一个错误的观点:

F必须甚至长度。F一个必须平等的长度。需要对称希尔伯特的“区别”。需要一个重量乐队。频率F必须不减少的。频率F必须范围[0,1]。

一个更严重的警告消息

警告:矩阵是关闭单数严重按比例缩小的。

这往往发生在过滤器的产品长度和过渡宽度变大。在这种情况下,滤波器系数b可能不代表所需的滤波器。你可以检查过滤器通过观察它的频率响应。

算法

firls设计一个线性相位冷杉过滤器。这个过滤器最小化加权、集成平方误差之间的理想的分段线性函数和滤波器的幅度响应所需的频段。

参考[1]描述背后的理论方法firls。函数解决了涉及一个内积矩阵的线性方程组的大小差不多n / 2使用MATLAB®\运营商。

这个函数设计类型I, II, III, IV线性相位滤波器。I和II型分别是n偶数和奇数的违约。的希尔伯特的“区别”旗帜生产类型III (n)和第四(n奇怪)过滤器。不同滤波器类型有不同的对称性和限制他们的频率响应(见[2]详情)。

线性相位滤波器类型 过滤器订单 对称系数 反应H (f), f = 0 反应H (f), f = 1(奈奎斯特)

I型

甚至

(k) = b (n + 2 k), k = 1,……n + 1

没有限制

没有限制

II型

奇怪的

(k) = b (n + 2 k), k = 1,……n + 1

没有限制

H(1)= 0

类型III

甚至

b (k) = - b (n + 2 k), k = 1,……n + 1

H(0)= 0

H(1)= 0

IV型

奇怪的

b (k) = - b (n + 2 k), k = 1,……n + 1

H(0)= 0

没有限制

引用

[1]公园卢铁荣,和C.S. Burrus,数字滤波器设计,1987岁的约翰·威利& Sons 54 - 83页。

[2]奥本海姆前任所长A.V.以R.W.谢弗,离散时间信号处理新世纪,1989年,页256 - 266。

版本历史

介绍了R2011a