IIR半带插补器

采用多相IIR半带滤波器插值信号

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DSP系统工具箱/滤波/多速率滤波器

描述

的IIR半带插补器Block对输入信号进行2倍的高效多相插值。为了设计半带滤波器，可以使用椭圆设计或准线性相位设计。该模块使用这些设计方法来计算滤波器系数。为了过滤输入，块使用多相结构。多相结构中的全通滤波器采用最小乘子形式。

椭圆设计引入非线性相位，并使用比准线性设计更少的系数创建滤波器。准线性相位设计以增加额外系数为代价克服了相位非线性。

或者，您可以直接指定滤波器系数，而不是使用设计方法来设计半带滤波器。当您选择此选项时，多相实现的两个分支中的全通滤波器可以是最小乘法器形式或波数字形式。

您还可以使用该块来实现双带滤波器组的合成部分，以合成来自低通和高通子带的信号。

港口

输入

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LP- - - - - -数据输入
列向量|矩阵

将数据输入指定为向量或矩阵。如果输入信号是一个矩阵，块将矩阵的每一列视为一个独立的通道。

当你选择输入高通子带参数时，此块充当半波段合成滤波器组。这个端口的输入是半带分析滤波器组的低通子带输出。

属性之前，此端口未命名输入高通子带参数。

数据类型:单|双
复数支持:金宝app是的

惠普- - - - - -合成滤波器组的第二个输入
列向量|矩阵

将合成滤波器组的第二个输入指定为列向量或矩阵。该信号是半带分析滤波器组的高通子带输出。如果输入信号是一个矩阵，块将矩阵的每一列视为一个独立的通道。

两个输入的大小、数据类型和复杂性必须相同。

依赖

要启用此端口，请选择输入高通子带参数。

数据类型:单|双
复数支持:金宝app是的

coeffs1- - - - - -分支1全部通过多项式系数
N——- - - - - -`1`向量|N——- - - - - -`2`矩阵

指定第一个分支的全通多项式滤波器系数为N——- - - - - -1向量或N——- - - - - -2矩阵的N一阶或二阶全通截面。

依赖关系

要启用该参数，请设置:

过滤器规格来系数
内部全通结构来最小的乘数
清除将第一个分支设置为纯延迟参数
选择指定输入端口的系数参数

数据类型:单|双

coeffs2- - - - - -分支2全部通过多项式系数
N——- - - - - -`1`向量|N——- - - - - -`2`矩阵

指定第二分支的全通多项式滤波器系数为N——- - - - - -1向量或N——- - - - - -2矩阵的N一阶或二阶全通截面。

依赖关系

要启用该参数，请设置:

过滤器规格来系数
内部全通结构来最小的乘数
选择指定输入端口的系数参数

数据类型:单|双

输出

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输出- - - - - -插补器输出
列向量|矩阵

插值器的输出，作为列向量或矩阵返回。插值器输出的行数是输入信号的行数的两倍。

数据类型:单|双

参数

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过滤器规格- - - - - -滤波器设计参数
`过渡宽度和阻带衰减`(默认)|`滤波器顺序和阻带衰减`|`滤镜顺序和过渡宽度`|`系数`

选择块用于设计IIR半带滤波器的参数。因为滤波器设计只有两个自由度，你只能指定三个参数中的两个:

过渡宽度和阻带衰减(默认)-使用过渡宽度(Hz)而且阻带衰减(dB)．本设计为最小订货量设计。
滤镜顺序和过渡宽度-设计过滤器使用过滤器订单而且过渡宽度(Hz)．
滤波器顺序和阻带衰减-设计过滤器使用过滤器订单而且阻带衰减(dB)．
系数—使用已启用的参数直接指定过滤系数。

过渡宽度(Hz)- - - - - -过渡宽度
`4.1 e3`(默认)|正实标量

指定IIR半带滤波器的过渡宽度为以Hz为单位的实正标量。跃迁宽度必须小于输入信号采样率的1/2。

依赖关系

若要启用该参数，请设置过滤器规格来滤镜顺序和过渡宽度或过渡宽度和阻带衰减．

过滤器订单- - - - - -IIR半带滤波器的阶数
9 |正整数(默认值)

将筛选器顺序指定为正整数。如果你设置设计方法来椭圆,然后过滤器订单必须是大于1的奇数。如果你设置设计方法来准线性相位,然后过滤器订单一定是4的倍数。

依赖关系

若要启用该参数，请设置过滤器规格来滤镜顺序和过渡宽度或滤波器顺序和阻带衰减．

阻带衰减(dB)- - - - - -阻带所需的最小衰减
80(默认)|正实标量

指定IIR半带滤波器阻带中所需的最小衰减为以dB为单位的实正标量。

依赖关系

若要启用该参数，请设置过滤器规格来滤波器顺序和阻带衰减或过渡宽度和阻带衰减．

设计方法- - - - - -设计方法
`椭圆`(默认)|`准线性相位`

说明IIR半带滤波器的设计方法。

椭圆(默认)-滤波器有一个非线性相位和使用很少的系数。
准线性相位-多相滤波器结构的第一个分支是纯延迟，这导致近似线性相位响应。

依赖关系

若要启用该参数，请设置过滤器规格任何选项，除了系数．

内部全通结构- - - - - -系数模式的滤波器结构
`最小的乘数`(默认)|`数字滤波器`

指定内部全通过滤器实现结构为最小的乘数或数字滤波器．每个结构使用不同的系数集，独立存储在相应的系数属性中。默认为最小的乘数．

依赖关系

若要启用该参数，请设置过滤器规格来系数．

将第一个分支设置为纯延迟- - - - - -将第一个分支设置为纯延迟
`从`(默认)|`在`

当选中此复选框时，多相滤波器结构的第一个分支变成纯延迟，并且分支1全部通过多项式系数而且分支1波数字系数参数不适用。

缺省情况下，不选中此复选框。

依赖关系

若要启用该参数，请设置过滤器规格来系数．

分支1在样本中的延迟长度- - - - - -延迟的长度
`1`(默认)|有限正标量

将第一个分支延迟的长度指定为一个有限的正标量。默认为1．

依赖关系

要启用该参数，请设置:

过滤器规格来系数
选择将第一个分支设置为纯延迟参数

指定输入端口的系数- - - - - -指定输入端口的系数
`从`(默认)|`在`

当您选择此复选框时，您可以通过输入端口输入分支1的allpass多项式系数和分支2的allpass多项式系数coeffs1而且coeffs2．清除此复选框时，可以通过分支1全部通过多项式系数而且分支2全部通过多项式系数参数。

依赖关系

要启用该参数，请设置:

过滤器规格来系数
内部全通结构来最小的乘数

分支1全部通过多项式系数- - - - - -第一分支的全通多项式滤波系数
`(0.1284563;0.7906755)`(默认)|N——- - - - - -`1`|N——- - - - - -`2`

指定第一个分支的全通多项式滤波器系数为N——- - - - - -1向量或N——- - - - - -2矩阵的N一阶或二阶全通截面。

该参数是可调的，即您可以在模拟过程中更改其值。

依赖关系

要启用该参数，请设置:

过滤器规格来系数
内部全通结构来最小的乘数
清除将第一个分支设置为纯延迟参数
清除指定输入端口的系数参数

分支2全部通过多项式系数- - - - - -第二分支的全通多项式滤波系数
`[0.4295667]`(默认)|N——- - - - - -`1`|N——- - - - - -`2`

指定第二分支的全通多项式滤波器系数为N——- - - - - -1向量或N——- - - - - -2矩阵的N一阶或二阶全通截面。

该参数是可调的，即您可以在模拟过程中更改其值。

依赖关系

要启用该参数，请设置:

过滤器规格来系数
内部全通结构来最小的乘数
清除指定输入端口的系数参数

分支1波数字系数- - - - - -波形数字滤波器形式中第一分支的全通滤波系数
`(0.1284563;0.7906755)`(默认)|N——- - - - - -`1`|N——- - - - - -`2`

指定在波数字滤波器(WDF)形式的第一分支的全通滤波器系数为N——- - - - - -1向量或N——- - - - - -2矩阵的N一阶或二阶全通截面。

每个WDF系数的幅度不得大于1。

依赖关系

要启用该参数，请设置:

过滤器规格来系数
内部全通结构来数字滤波器
清除将第一个分支设置为纯延迟参数

分支2波数字系数- - - - - -波形数字滤波器形式中第二分支的全通滤波系数
`[0.4295667]`(默认)|N——- - - - - -`1`|N——- - - - - -`2`

指定在波数字滤波器(WDF)形式的第二分支的全通滤波器系数为N——- - - - - -1向量或N——- - - - - -2矩阵的N一阶或二阶全通截面。

每个WDF系数的幅度不得大于1。

依赖关系

要启用该参数，请设置:

过滤器规格来系数
内部全通结构来数字滤波器

分支2的最后一部分是一阶的- - - - - -将第二分支的最后一部分作为一阶
`从`(默认)|`在`

选中此复选框时，该块将第二个分支的最后一部分视为一阶部分。当第二个分支的系数在an中N——- - - - - -2矩阵，块忽略矩阵最后一行的第二个元素。第二分支的最后一部分就变成了一阶部分。

当清除此复选框时，该块将第二个分支的最后一部分视为二阶部分。当第二个分支的系数在an中N——- - - - - -1矩阵，块忽略此参数。

默认情况下，该复选框被清除。

依赖关系

若要启用该参数，请设置过滤器规格来系数．

输入高通子带- - - - - -输入高通子带
`从`(默认)|`在`

选中此复选框时，该块将充当合成过滤器组。该块接受两个输入进行合成:低通子带和高通子带。当清除此复选框时，该块将充当IIR半带插值器，并接受单个向量或矩阵作为输入。默认情况下，该复选框被清除。

从输入继承采样率- - - - - -从输入信号继承采样率
`从`(默认)|`在`

当您选择此复选框时，块将从输入信号继承其采样率。该块根据输入端口的采样时间计算采样率。清除此复选框时，将在中指定抽样率输入采样率(Hz)．

输入采样率(Hz)- - - - - -输入信号的采样率
22050(默认)|正实标量

将输入信号的采样率指定为以Hz为单位的标量。

依赖关系

若要启用此参数，请清除从输入继承采样率参数。

查看筛选器响应- - - - - -查看筛选器响应
按钮

单击此按钮，打开滤波器可视化工具(FVTool)，并显示震级和相位响应IIR半带插补器．响应基于您在块参数对话框中指定的值。对这些参数的更改会更新FVTool。

若要在运行FVTool时更新震级响应，请修改对话框参数并单击应用．

模拟使用- - - - - -模拟使用
`代码生成`(默认)|`解释执行`

指定要运行的模拟类型。可以设置为:

代码生成(默认)
使用生成的C代码模拟模型。当你第一次运行Simulink时金宝app^®生成该块的C代码。只要模型没有改变，C代码将被重用用于后续的模拟。此选项需要额外的启动时间，但提供了更快的模拟速度解释执行．
解释执行
利用MATLAB仿真模型^®翻译。此选项缩短了启动时间，但模拟速度较慢代码生成．

块特征

数据类型	`双`\|`单`
直接引线	`没有`
多维信号	`没有`
适应信号	`是的`
讨论二阶导数过零检测	`没有`

算法

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带半带滤波器的多相实现

当你过滤你的信号，IIR半带插值器使用一个有效的多相实现半带滤波器。可以使用多相实现在过滤之后移动上采样操作。此更改使您能够以较低的采样率进行过滤。

IIR半带滤波器通常采用两个并行全通滤波器分支进行建模。

$H （ z ）＝ 0．5 ＊［ {一个}_{1} （ z^{2} ） + z^{- 1} {一个}_{2} （ z^{2} ）］$

椭圆的设计

椭圆IIR半带滤波器的全通滤波器如下所示

${一个}_{1} （ z ）＝ \prod_{k ＝ 1}^{K_{1}} \frac{{一个}_{k}^{（ 1 ）} + z^{- 1}}{1 + {一个}_{k}^{（ 1 ）} z^{- 1}}$

${一个}_{2} （ z ）＝ \prod_{k ＝ 1}^{K_{2}} \frac{{一个}_{k}^{（ 2 ）} + z^{- 1}}{1 + {一个}_{k}^{（ 2 ）} z^{- 1}}$

准线性相位设计

IIR半带滤波器的近似线性相位响应是通过使其中一个分支为纯延迟实现的。在这种设计中，过滤器的成本增加了。

准线性相位IIR半带滤波器的全通滤波器

${一个}_{1} （ z ）＝ z^{- k}$

在那里,k是延迟的长度。

${一个}_{2} （ z ）＝ \prod_{K ＝ 1}^{K_{2}^{（ 1 ）}} \frac{{一个}_{k} + z^{- 1}}{1 + {一个}_{k} z^{- 1}} \prod_{K ＝ 1}^{K_{2}^{（ 2 ）}} \frac{c_{k} + b_{k} z^{- 1} + z^{- 2}}{1 + b_{k} z^{- 1} + c_{k} z^{- 2}}$

在哪里N为IIR半带滤波器的阶数。

您可以使用该图表示按2往上采样操作，然后是过滤操作。

使用多速率高贵恒等式进行上采样，可以在过滤后移动上采样操作。这使您能够以较低的速率进行过滤。

为了有效地实现半带插补器，该算法将上采样算子、延迟块和加法器替换为换向器开关。换向器开关以输入采样率的两倍工作。如下图所示。

换向器开关交替地从两个支路取输入样本，每次取一个样本。这使得输入信号的采样率翻倍。

合成滤波器组

给出了合成滤波器组中互补高通滤波器分支的传递函数

$G （ z ）＝ 0．5 ＊［ {一个}_{1} （ z^{2} ） - z^{- 1} {一个}_{2} （ z^{2} ）］$

您可以像下图中那样表示合成滤波器组。

IIR半带插值器实现了双带滤波器组的合成部分，以合成来自低通和高通子带的信号。

综上所述，IIR半带插补器:

在上采样之前过滤输入
作为一个合成滤波器组
具有非线性相位响应和使用很少系数的椭圆设计方法
在准线性相位设计方法中，其中一个分支是纯延迟，近似线性相位响应是否以额外系数为代价

IIR半带插补器

描述

港口

输入

LP- - - - - -数据输入列向量|矩阵

惠普- - - - - -合成滤波器组的第二个输入列向量|矩阵

依赖

coeffs1- - - - - -分支1全部通过多项式系数N——- - - - - -1向量|N——- - - - - -2矩阵

依赖关系

coeffs2- - - - - -分支2全部通过多项式系数N——- - - - - -1向量|N——- - - - - -2矩阵

依赖关系

输出

输出- - - - - -插补器输出列向量|矩阵

参数

过滤器规格- - - - - -滤波器设计参数过渡宽度和阻带衰减(默认)|滤波器顺序和阻带衰减|滤镜顺序和过渡宽度|系数

过渡宽度(Hz)- - - - - -过渡宽度4.1 e3(默认)|正实标量

依赖关系

过滤器订单- - - - - -IIR半带滤波器的阶数9 |正整数(默认值)

依赖关系

阻带衰减(dB)- - - - - -阻带所需的最小衰减80(默认)|正实标量

依赖关系

设计方法- - - - - -设计方法椭圆(默认)|准线性相位

依赖关系

内部全通结构- - - - - -系数模式的滤波器结构最小的乘数(默认)|数字滤波器

依赖关系

将第一个分支设置为纯延迟- - - - - -将第一个分支设置为纯延迟从(默认)|在

依赖关系

分支1在样本中的延迟长度- - - - - -延迟的长度1(默认)|有限正标量

依赖关系

指定输入端口的系数- - - - - -指定输入端口的系数从(默认)|在

依赖关系

分支1全部通过多项式系数- - - - - -第一分支的全通多项式滤波系数(0.1284563;0.7906755)(默认)|N——- - - - - -1|N——- - - - - -2

依赖关系

分支2全部通过多项式系数- - - - - -第二分支的全通多项式滤波系数[0.4295667](默认)|N——- - - - - -1|N——- - - - - -2

依赖关系

分支1波数字系数- - - - - -波形数字滤波器形式中第一分支的全通滤波系数(0.1284563;0.7906755)(默认)|N——- - - - - -1|N——- - - - - -2

依赖关系

分支2波数字系数- - - - - -波形数字滤波器形式中第二分支的全通滤波系数[0.4295667](默认)|N——- - - - - -1|N——- - - - - -2

依赖关系

分支2的最后一部分是一阶的- - - - - -将第二分支的最后一部分作为一阶从(默认)|在

依赖关系

输入高通子带- - - - - -输入高通子带从(默认)|在

从输入继承采样率- - - - - -从输入信号继承采样率从(默认)|在

输入采样率(Hz)- - - - - -输入信号的采样率22050(默认)|正实标量

依赖关系

查看筛选器响应- - - - - -查看筛选器响应按钮

模拟使用- - - - - -模拟使用代码生成(默认)|解释执行

块特征

算法

带半带滤波器的多相实现

扩展功能

C/ c++代码生成使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。金宝app

版本历史

另请参阅

对象

块

LP- - - - - -数据输入
列向量|矩阵

惠普- - - - - -合成滤波器组的第二个输入
列向量|矩阵

coeffs1- - - - - -分支1全部通过多项式系数
N——- - - - - -`1`向量|N——- - - - - -`2`矩阵

coeffs2- - - - - -分支2全部通过多项式系数
N——- - - - - -`1`向量|N——- - - - - -`2`矩阵

输出- - - - - -插补器输出
列向量|矩阵

过滤器规格- - - - - -滤波器设计参数
`过渡宽度和阻带衰减`(默认)|`滤波器顺序和阻带衰减`|`滤镜顺序和过渡宽度`|`系数`

过渡宽度(Hz)- - - - - -过渡宽度
`4.1 e3`(默认)|正实标量

过滤器订单- - - - - -IIR半带滤波器的阶数
9 |正整数(默认值)

阻带衰减(dB)- - - - - -阻带所需的最小衰减
80(默认)|正实标量

设计方法- - - - - -设计方法
`椭圆`(默认)|`准线性相位`

内部全通结构- - - - - -系数模式的滤波器结构
`最小的乘数`(默认)|`数字滤波器`

将第一个分支设置为纯延迟- - - - - -将第一个分支设置为纯延迟
`从`(默认)|`在`

分支1在样本中的延迟长度- - - - - -延迟的长度
`1`(默认)|有限正标量

指定输入端口的系数- - - - - -指定输入端口的系数
`从`(默认)|`在`

分支1全部通过多项式系数- - - - - -第一分支的全通多项式滤波系数
`(0.1284563;0.7906755)`(默认)|N——- - - - - -`1`|N——- - - - - -`2`

分支2全部通过多项式系数- - - - - -第二分支的全通多项式滤波系数
`[0.4295667]`(默认)|N——- - - - - -`1`|N——- - - - - -`2`

分支1波数字系数- - - - - -波形数字滤波器形式中第一分支的全通滤波系数
`(0.1284563;0.7906755)`(默认)|N——- - - - - -`1`|N——- - - - - -`2`

分支2波数字系数- - - - - -波形数字滤波器形式中第二分支的全通滤波系数
`[0.4295667]`(默认)|N——- - - - - -`1`|N——- - - - - -`2`

分支2的最后一部分是一阶的- - - - - -将第二分支的最后一部分作为一阶
`从`(默认)|`在`

输入高通子带- - - - - -输入高通子带
`从`(默认)|`在`

从输入继承采样率- - - - - -从输入信号继承采样率
`从`(默认)|`在`

输入采样率(Hz)- - - - - -输入信号的采样率
22050(默认)|正实标量

查看筛选器响应- - - - - -查看筛选器响应
按钮

模拟使用- - - - - -模拟使用
`代码生成`(默认)|`解释执行`

C/ c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。金宝app