主要内容

低通IIR滤波器设计金宝app

这个例子展示了如何在Simulink中设计经典的低通IIR滤波器金宝app®

这个例子首先介绍了过滤器的设计使用filterBuilder.该设计的关键参数是截止频率,即滤波器功率衰减到一半的频率(-3dB)标称通频带值。这个例子展示了如何用相同阶的切比雪夫或椭圆滤波器代替巴特沃斯设计,以牺牲滤波器的通带和/或阻带中的一些波纹为代价获得更陡的滚转。该示例还探索了最小订单设计。

然后,这个例子展示了如何在Simulink中使用低通滤波器块提供的接口来设计和使用低通滤波器。金宝app

最后,这个例子展示了可变带宽IIR滤波器,它允许您在运行时更改滤波器截止频率。

filterBuilder

filterBuilder启动用于构建过滤器的用户界面。filterBuilder使用以规范为中心的方法来为期望的响应找到最佳算法。它还允许您从指定的设计创建Simulink块。金宝app

开始设计IIR低通滤波器块使用filterBuilder,执行命令filterBuilder (lp).打开低通设计对话框。

巴特沃斯滤波器

设计一个截止频率为的八阶巴特沃斯低通滤波器5假设采样率为44.1KHz。

设置脉冲响应信息检索,命令模式指定,订单8.要指定截止频率,请设置频率约束半功率(3 dB)频率.要指定以Hz为单位的频率,请设置频率的单位赫兹输入采样率44100,半功率(3 dB)频率5000.设置设计方法巴特沃斯

点击应用.要可视化滤波器的频率响应,请单击视图滤波器响应.过滤器是最平坦的。通带和阻带都没有波纹。过滤器响应在规范掩码内(红色虚线)。

从这个设计中生成一个块并在模型中使用它。打开模型ex_iir_design.在过滤器建设者,在代码生成选项卡上,单击生成模型.在“导出到Simulink”窗口中金宝app,指定块名称作为黄油目的地作为当前的.您还可以选择使用基本元素(如延迟和增益)构建块,或使用DSP System Toolbox™滤波器块之一。下面的例子使用了filter块。

点击实现模型生成Simulink块。金宝app控件中的输入和输出端口可以连接到源和接收块ex_iir_design模型。

在模型中,采样于44.1kHz通过滤波器。正弦波受到均值为零、方差为的高斯噪声的干扰105.运行模型。频谱分析仪的视图显示原始信号和滤波信号。

切比雪夫I型滤波器

现在设计一个切比雪夫I型滤波器。切比雪夫I型设计允许你控制通频带。在阻带中仍然没有波动。更大的波纹使更陡的滚转成为可能。在这个模型中,峰间纹波被指定为0.5 dB。

主要选项卡的过滤器建设者,设置

  1. 大小限制通带纹波

  2. 通带纹波0.5

  3. 设计方法切比雪夫型

点击应用然后点击视图滤波器响应

放大通频带,可以看到波纹包含在[-0.5,0]dB范围内。

与Butterworth过滤器类似,您可以通过单击该设计生成一个块生成模型代码生成选项卡,然后单击实现模型

切比雪夫II型滤波器

切比雪夫II型设计可以控制阻带衰减。通频带没有波动。阻带衰减越小,滚转越陡。在本例中,阻带衰减为80dB。设置过滤器建设者主要选项卡,单击应用

点击视图滤波器响应

从这个设计生成一个块,在代码生成选项卡上,单击生成模型,然后单击实现模型

椭圆滤波器

与以前的设计相比,椭圆滤波器通过在阻带和通带中都允许波纹,可以提供更陡的滚转。为了说明这种特性,请使用切比雪夫设计中指定的通带和阻带特性。设置过滤器建设者主要选项卡,单击应用

从这个设计生成一个块,在代码生成选项卡上,单击生成模型,然后单击实现模型

最小订单的设计

为了根据频率和可容忍纹波的数量指定通带和阻带,使用最小阶设计。作为一个例子,验证命令模式的值最低,并设置设计方法巴特沃斯.设置通频带和阻频带频率为0.1 * 22050赫兹和0.3 * 22050,通带纹波和阻带衰减为1dB和60分别dB。七阶滤波器是必要的,以满足规格与巴特沃斯设计。通过对其他设计方法采用相同的方法,可以验证切比雪夫I型和II型设计需要五阶滤波器。四阶滤波器可以满足椭圆设计的要求。

这张图显示了七阶巴特沃斯设计的幅值响应。

七阶巴特沃斯设计的零极点图显示了在单位圆上0弧度角周围的7个极点和对应的π弧度角上的7个零的预期聚类。

低通滤波器块

作为替代过滤器建设者,你可以使用低通滤波器块在你的Simulink模型金宝app。的低通滤波器Block将设计和实现阶段合并为一个步骤。该滤波器使用椭圆法设计其系数,并允许最小阶数和自定义阶数设计。

低通滤波器块在模型中使用ex_lowpass对采样点处的噪声正弦波信号进行滤波44.1kHz。原始信号和滤波信号在频谱分析仪中显示。

模型=“ex_lowpass”;open_system(模型);set_param(模型,“StopTime”“1024/44100 * 1000”) sim(模型);

低通滤波器块允许您设计的滤波器近似任意接近巴特沃斯和切比雪夫滤波器。为了近似契比雪夫I型滤波器,例如,使阻带衰减任意大,180dB。例如,为了近似契比雪夫II型滤波器,使通带纹波任意小,1的军医.为了近似一个巴特沃斯滤波器,使阻带衰减任意大,通带纹波任意小。

可变带宽IIR滤波器块

您还可以设计允许您在运行时更改截止频率的过滤器。的可变带宽IIR滤波器Block可用于此类情况。指的是Simulink中噪声输入的可调低通滤波金宝app使用此块的模型示例。

相关的话题