主要内容

cheby1

切比雪夫I型滤波器设计

描述

例子

[<一个href="//www.tatmou.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-ba" class="intrnllnk">b,一个) = cheby1 (<一个href="//www.tatmou.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-n" class="intrnllnk">n,<一个href="//www.tatmou.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-Rp" class="intrnllnk">Rp,<一个href="//www.tatmou.com/au/help/signal/ref/#bucqk89-Wp" class="intrnllnk">Wp的传递函数系数n具有归一化通带边缘频率的th阶低通数字切比雪夫I型滤波器WpRp峰间通频带纹波分贝。

例子

[<一个href="//www.tatmou.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-ba" class="intrnllnk">b,一个) = cheby1 (<一个href="//www.tatmou.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-n" class="intrnllnk">n,<一个href="//www.tatmou.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-Rp" class="intrnllnk">Rp,<一个href="//www.tatmou.com/au/help/signal/ref/#bucqk89-Wp" class="intrnllnk">Wp,<一个href="//www.tatmou.com/au/help/signal/ref/#bucqk89-ftype" class="intrnllnk">ftype设计低通、高通、带通或带阻切比雪夫I型滤波器,取决于的值ftype和元素的数量Wp.所得到的带通和带阻设计是二阶的n

注意:看到<一个href="//www.tatmou.com/au/help/signal/ref/cheby1.html" class="intrnllnk">限制有关影响形成传递函数的数值问题的信息。

例子

[<一个href="//www.tatmou.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-zpk" class="intrnllnk">z,p,k) = cheby1 (<年代p一个nclass="argument_placeholder">___设计一个低通、高通、带通或带阻数字切比雪夫I型滤波器并返回其零点、极点和增益。该语法可以包含前面语法中的任何输入参数。

例子

[<一个href="//www.tatmou.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-ABCD" class="intrnllnk">A, B, C, D) = cheby1 (<年代p一个nclass="argument_placeholder">___设计LOPPASS,高通,带通或BandStop Digital Chebyshev I型过滤器,并返回指定其状态空间表示的矩阵。

例子

[<年代p一个nclass="argument_placeholder">___) = cheby1 (<年代p一个nclass="argument_placeholder">___,'s')设计一种带通边缘角频率的低通、高通、带通或带阻模拟切比雪夫I型滤波器<一个href="//www.tatmou.com/au/help/signal/ref/#bucqk89-Wp" class="intrnllnk">Wp和<一个href="//www.tatmou.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-Rp" class="intrnllnk">Rp通频带波纹分贝。

例子

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设计一个六阶低通切比雪夫I型滤波器,通带纹波为10 dB,通带边缘频率为300 Hz,对于采样频率为1000 Hz的数据,对应于<年代p一个nclass="inlineequation"> 0 6 π. rad /样品。绘制它的幅值和相位响应。使用它过滤1000样本随机信号。

[b,a] = chby1(6,10,0.6);freqz (b)

图包含2个轴对象。轴对象1包含类型线的对象。轴对象2包含类型线的对象。

dataIn = randn (1000 1);dataOut =过滤器(b, a, dataIn);

设计一种边缘频率归一化的六阶切比雪夫I型带阻滤波器<年代p一个nclass="inlineequation"> 0 2 π. 和<年代p一个nclass="inlineequation"> 0 6 π. rad/sample和5 dB的通带纹波。绘制它的幅值和相位响应。用它来过滤随机数据。

[b,a] = cheby1(3,5,[0.2 0.6]),<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“停止”);freqz (b)

图包含2个轴对象。轴对象1包含类型线的对象。轴对象2包含类型线的对象。

dataIn = randn (1000 1);dataOut =过滤器(b, a, dataIn);

设计一个9阶高通切比雪夫I型滤波器,通带纹波为0.5 dB,通带边缘频率为300hz,对于1000hz采样的数据,对应于<年代p一个nclass="inlineequation"> 0 6 π. rad /样品。绘制幅度和相位响应。转换零,杆,并获得二阶部分以供使用fvtool

[z,p,k] = chby1(9,0.5,300 / 500,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“高”);sos = zp2sos (z,磷、钾);fvtool (sos,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“分析”,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“频率”)

图过滤器可视化工具-幅度响应(dB)和相位响应包含一个轴对象和其他类型的uitoolbar, uimenu对象。标题为“幅度响应(dB)”和“相位响应”的轴对象包含一个类型线对象。

设计20型带通滤波器的20级带通滤波器,具有500Hz的较低通带频率和560 Hz的较高通带频率。指定3 dB的通带纹波,采样率为1500 Hz。使用状态空间表示。使用使用相同的滤波器designfilt

[A,B,C,D] = cheby1(10,3,[500 560]/750);d = designfilt (<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“bandpassiir”,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“FilterOrder”, 20岁,<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">...“PassbandFrequency1”, 500,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">'passbandfrequency2'', 560,<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">...“PassbandRipple”,3,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“SampleRate”, 1500);

将状态空间表示转换为二阶部分。使用频率响应可视化fvtool

sos = ss2sos (A, B, C, D);fvt = fvtool (sos d<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">'FS', 1500);传奇(fvt<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“cheby1”,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“designfilt”)

图形过滤器可视化工具-幅度响应(dB)包含一个轴对象和其他类型的uitoolbar, uimenu对象。标题为“大小响应(dB)”的轴对象包含2个类型为line的对象。这些对象代表cheby1, designfilt。

设计5阶模拟Butterworth低通滤波器,截止值为2 GHz。乘以<年代p一个nclass="inlineequation"> 2 π. 将频率转换为每秒弧度。计算滤波器的频率响应在4096点。

n = 5;f = 2 e9;[zb, pb, kb] =黄油(n, 2 f *π*,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“年代”);(bb, ab) = zp2tf (zb、铅、kb);(hb, wb) =频率(bb, ab, 4096);

设计一个具有相同边缘频率和3db通带纹波的五阶切比雪夫I型滤波器。计算其频率响应。

(z1, p1, k1) = cheby1 (n 3 2 f *π*,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“年代”);(b1, a1] = zp2tf (z1, p1, k1);[h1, w1] =频率(b1, a1, 4096);

设计一个具有相同边缘频率和30 dB阻带衰减的五阶切比雪夫II型滤波器。计算其频率响应。

(z2, p2, k2) = cheby2(2 *π* f n, 30日,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“年代”);(b2 a2) = zp2tf (z2, p2, k2);(h2 w2) =频率(b2, a2, 4096);

设计具有相同边缘频率,3 dB通带纹波的5级椭圆滤波器,以及30 dB的停止衰减。计算其频率响应。

[ze,pe,ke] =椭圆(n,3,30,2 * pi * f,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“年代”);[是,ae] = zp2tf(ze,pe,ke);[他,我们] =弗里克(BE,AE,4096);

在分贝中绘制衰减。表达Gigahertz的频率。比较过滤器。

情节(wb / (2 e9 *π)mag2db (abs (hb)))<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">在Plot (w1/(2e9*pi),mag2db(abs(h1))) Plot (w2/(2e9*pi),mag2db(abs(h2))) Plot (we/(2e9*pi),mag2db(abs(h2))) axis([0 4 -40 5]) grid xlabel()<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“频率(GHz)”) ylabel (<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“衰减(dB)”)传说(<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“黄油”,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“cheby1”,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“cheby2”,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“ellip”)

图中包含一个轴对象。轴对象包含4个类型为line的对象。这些对象表示butter, cheby1, cheby2, ellip。

巴特沃斯和切比雪夫II型滤波器具有平坦的通带和宽的过渡带。切比雪夫I型和椭圆型滤波器滚动速度更快,但有通带纹波。切比雪夫II型设计函数的频率输入设置了阻带的开始而不是通带的结束。

输入参数

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过滤器顺序,指定为整数标量。对于带通和带阻设计,n表示过滤顺序的一半。

数据类型:双倍的

峰间通带纹波,用分贝表示的正标量。

如果您的规格ℓ是线性单位,您可以使用以下方法将其转换为分贝Rp= 40日志<年代ub>10((1 +ℓ)/(1 -ℓ))。

数据类型:双倍的

通带边缘频率,指定为标量或二元向量。通带边缘频率是滤波器的幅值响应为-的频率<一个href="//www.tatmou.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-Rp" class="intrnllnk">Rp分贝。通带纹波较小,Rp,导致更宽的过渡带。

  • 如果Wp那是一个标量cheby1设计具有边缘频率的低通或高通滤波器Wp

    如果Wp是两个元素矢量(w1 w2), 在哪里w1<w2,然后cheby1设计了一种具有较低边缘频率的带通或带阻滤波器w1以及更高的边缘频率w2

  • 对于数字滤波器,通频带边缘频率必须在0和1之间,其中1对应于奈奎斯特率-一半的采样率或π.rad /样品。

    对于模拟滤波器,通带边缘频率必须以弧度/秒表示,并且可以取任何正值。

数据类型:双倍的

过滤类型,指定为以下之一:

  • “低”指定具有通带边缘频率的低通滤波器<一个href="//www.tatmou.com/au/help/signal/ref/#bucqk89-Wp" class="intrnllnk">Wp“低”是标量的默认值吗Wp

  • “高”指定具有通带边沿频率的高通滤波器Wp

  • “带通”指定阶2的带通滤波器<一个href="//www.tatmou.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-n" class="intrnllnk">n如果Wp是一个二元向量。“带通”是默认值Wp有两个元素。

  • “停止”指定2阶带阻滤波器n如果Wp是一个二元向量。

输出参数

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传输滤波器的函数系数,作为长度的行向量返回<一个href="//www.tatmou.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-n" class="intrnllnk">n+ 1为低通和高通滤波器和2n+ 1用于带通和Bandstop滤波器。

  • 对于数字滤波器,传递函数表示为b一个作为

    H z B z 一个 z b (1) + b (2) z 1 + + b (n + 1) z n (1) + (2) z 1 + + a(n + 1) z n

  • 对于模拟滤波器,传递函数表示为b一个作为

    H 年代 B 年代 一个 年代 b (1) 年代 n + b (2) 年代 n 1 + + b (n + 1) (1) 年代 n + (2) 年代 n 1 + + a(n + 1)

数据类型:双倍的

Zeros,Poles和过滤器的增益,返回为长度的两个列向量<一个href="//www.tatmou.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-n" class="intrnllnk">n(2n用于带通和带阻设计)和标量。

  • 对于数字滤波器,传递函数表示为zp,k作为

    H z k 1 z (1) z 1 1 z (2) z 1 1 z (n) z 1 1 (1页) z 1 1 (2页) z 1 1 p (n) z 1

  • 对于模拟滤波器,传递函数表示为zp,k作为

    H 年代 k 年代 z (1) 年代 z (2) 年代 z (n) 年代 (1页) 年代 (2页) 年代 p (n)

数据类型:双倍的

过滤器的状态空间表示,返回为矩阵。如果=<一个href="//www.tatmou.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-n" class="intrnllnk">n用于低通和高通设计和= 2n对于带通和带阻滤波器,则一个×B×1,C是1×,D是1 × 1。

  • 对于数字滤波器,状态空间矩阵与状态向量相关x,输入u,输出y通过

    x k + 1 一个 x k + B u k y k C x k + D u k

  • 对于模拟滤波器,状态空间矩阵与状态向量相关x,输入u,输出y通过

    x ˙ 一个 x + B u y C x + D u

数据类型:双倍的

更多关于

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限制

传递函数语法的数值不稳定性

一般来说,使用the(z,磷、钾)语法来设计IIR过滤器。要分析或实现筛选器,可以使用(z,磷、钾)输出zp2sos.如果您使用使用该过滤器[b]语法,你可能会遇到数值问题。这些问题是由于四舍五入错误而导致的n低至4。下面的例子说明了这个限制。

n = 6;Rp = 0.1;Wn = [2.5e6 29e6]/500e6;ftype =<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“带通”;<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%转移功能设计[b] = cheby1 (n, Rp, Wn ftype);<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%此过滤器不稳定% Zero-pole-gain设计(z,磷、钾)= cheby1 (n, Rp, Wn ftype);sos = zp2sos (z,磷、钾);<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%绘图并比较结果hfvt = fvtool(b,a,sos,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">'验证',<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“日志”);传奇(hfvt<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“特遣部队设计”,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“ZPK设计”)

图形过滤器可视化工具-幅度响应(dB)包含一个轴对象和其他类型的uitoolbar, uimenu对象。标题为“大小响应(dB)”的轴对象包含2个类型为line的对象。这些对象代表TF设计,ZPK设计。

算法

契比雪夫I型滤波器在通带是等纹波的,在阻带是单调的。第一类滤波器比第二类滤波器滚出速度快,但代价是在通带中偏离一致性更大。

cheby1使用五步算法:

  1. 利用该函数找到低通模拟原型的极点、零点和增益<一个href="//www.tatmou.com/au/help/signal/ref/cheb1ap.html">cheb1ap

  2. 它将极点、零和增益转换为状态空间形式。

  3. 如果需要,它使用状态空间转换将低通滤波器转换为具有所需频率约束的高通、带通或带阻滤波器。

  4. 用于数字滤波器的设计<一个href="//www.tatmou.com/au/help/signal/ref/bilinear.html">双线性将模拟滤波器转换为数字滤波器,通过频率预警的双线性变换转换为数字滤波器。仔细的频率调节使模拟滤波器和数字滤波器能够具有相同的频率响应幅度Wpw1w2

  5. 它根据需要将状态空间滤波器转换回传递函数或零极增益形式。

扩展功能

另请参阅

|<年代p一个nitemscope itemtype="//www.tatmou.com/help/schema/MathWorksDocPage/SeeAlso" itemprop="seealso">|<年代p一个nitemscope itemtype="//www.tatmou.com/help/schema/MathWorksDocPage/SeeAlso" itemprop="seealso">|<年代p一个nitemscope itemtype="//www.tatmou.com/help/schema/MathWorksDocPage/SeeAlso" itemprop="seealso">|<年代p一个nitemscope itemtype="//www.tatmou.com/help/schema/MathWorksDocPage/SeeAlso" itemprop="seealso">|<年代p一个nitemscope itemtype="//www.tatmou.com/help/schema/MathWorksDocPage/SeeAlso" itemprop="seealso">|<年代p一个nitemscope itemtype="//www.tatmou.com/help/schema/MathWorksDocPage/SeeAlso" itemprop="seealso">|<年代p一个nitemscope itemtype="//www.tatmou.com/help/schema/MathWorksDocPage/SeeAlso" itemprop="seealso">|<年代p一个nitemscope itemtype="//www.tatmou.com/help/schema/MathWorksDocPage/SeeAlso" itemprop="seealso">

之前介绍过的R2006a