主要内容gydF4y2Ba

tf2sosgydF4y2Ba

将数字滤波器传递函数数据转换为二阶截面形式gydF4y2Ba

描述gydF4y2Ba

例子gydF4y2Ba

[gydF4y2Ba紧急求救信号gydF4y2Ba,gydF4y2BaggydF4y2Ba] = tf2sos(gydF4y2BabgydF4y2Ba,gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)gydF4y2Ba找到一个矩阵gydF4y2Ba紧急求救信号gydF4y2Ba带增益的二阶分段形式gydF4y2BaggydF4y2Ba这等价于用传递函数系数向量表示的数字滤波器gydF4y2BabgydF4y2Ba而且gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba.gydF4y2Ba

[gydF4y2Ba紧急求救信号gydF4y2Ba,gydF4y2BaggydF4y2Ba] = tf2sos(gydF4y2BabgydF4y2Ba,gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba,gydF4y2Ba订单gydF4y2Ba)gydF4y2Ba中的行顺序gydF4y2Ba紧急求救信号gydF4y2Ba.gydF4y2Ba

[gydF4y2Ba紧急求救信号gydF4y2Ba,gydF4y2BaggydF4y2Ba] = tf2sos(gydF4y2BabgydF4y2Ba,gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba,gydF4y2Ba订单gydF4y2Ba,gydF4y2Ba规模gydF4y2Ba)gydF4y2Ba指定所有二阶部分的增益系数和分子系数的缩放。gydF4y2Ba

紧急求救信号gydF4y2Ba= tf2sos (gydF4y2Ba___gydF4y2Ba)gydF4y2Ba在第一部分中嵌入了整个系统增益。gydF4y2Ba

例子gydF4y2Ba

全部折叠gydF4y2Ba

利用该函数设计了一个巴特沃斯四阶低通滤波器gydF4y2Ba黄油gydF4y2Ba.指定截止频率为奈奎斯特频率的一半。将过滤器实现为二阶部分。通过比较它们的分子和分母来验证这两个表示是否相同。gydF4y2Ba

[nm,dn] =黄油(4,0.5);[ss,gn] = tf2sos(nm,dn);数字= [conv(ss(1,1:3),ss(2,1:3))*gn;nm]gydF4y2Ba
数=gydF4y2Ba2×5gydF4y2Ba0.0940 0.3759 0.5639 0.3759 0.0940 0.0940 0.3759 0.5639 0.3759 0.0940gydF4y2Ba
Denoms = [conv(ss(1,4:6),ss(2,4:6));dn]gydF4y2Ba
分母项=gydF4y2Ba2×5gydF4y2Ba1.0000 0.0000 0.4860 0.0000 0.0177 1.0000 0.0000 0.4860 0.0000 0.0177gydF4y2Ba

输入参数gydF4y2Ba

全部折叠gydF4y2Ba

传递函数系数,用向量表示。将传递函数表示为gydF4y2BabgydF4y2Ba而且gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba作为gydF4y2Ba

HgydF4y2Ba (gydF4y2Ba zgydF4y2Ba )gydF4y2Ba =gydF4y2Ba BgydF4y2Ba (gydF4y2Ba zgydF4y2Ba )gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba (gydF4y2Ba zgydF4y2Ba )gydF4y2Ba =gydF4y2Ba bgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba +gydF4y2Ba bgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba zgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba +gydF4y2Ba ⋯gydF4y2Ba +gydF4y2Ba bgydF4y2Ba ngydF4y2Ba +gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba zgydF4y2Ba −gydF4y2Ba ngydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba zgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba +gydF4y2Ba ⋯gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 米gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba zgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 米gydF4y2Ba .gydF4y2Ba

例子:gydF4y2BaB = [1 3 3 1]/6gydF4y2Ba而且gydF4y2BaA = [3 0 1 0]/3gydF4y2Ba指定一个三阶巴特沃斯滤波器,归一化频率为3 dB, 0.5π rad/sample。gydF4y2Ba

数据类型:gydF4y2Ba双gydF4y2Ba

行顺序,指定为下列之一:gydF4y2Ba

  • “了”gydF4y2Ba-分段排序,第一行gydF4y2Ba紧急求救信号gydF4y2Ba包含距离单位圆最远的极点。gydF4y2Ba

  • “下来”gydF4y2Ba-分段排序,第一行gydF4y2Ba紧急求救信号gydF4y2Ba包含最接近单位圆的极点。gydF4y2Ba

数据类型:gydF4y2Ba字符gydF4y2Ba

增益和分子系数的缩放,指定为以下之一:gydF4y2Ba

  • “没有”gydF4y2Ba—不进行缩放。gydF4y2Ba

  • “正”gydF4y2Ba-应用无限范数缩放。gydF4y2Ba

  • “两个”gydF4y2Ba-应用2范数缩放。gydF4y2Ba

使用无穷范数缩放gydF4y2Ba“了”gydF4y2Ba- ordered最小化了实现中溢出的概率。使用2范数缩放gydF4y2Ba“下来”gydF4y2Ba- ordered最小化峰值舍入噪声。gydF4y2Ba

请注意gydF4y2Ba

无限范数和2范数伸缩仅适用于直接形式II实现。gydF4y2Ba

数据类型:gydF4y2Ba字符gydF4y2Ba

输出参数gydF4y2Ba

全部折叠gydF4y2Ba

二阶分段表示,以矩阵形式返回。gydF4y2Ba紧急求救信号gydF4y2Ba是一个gydF4y2BalgydF4y2Ba6矩阵gydF4y2Ba

紧急求救信号gydF4y2Ba =gydF4y2Ba [gydF4y2Ba bgydF4y2Ba 01gydF4y2Ba bgydF4y2Ba 11gydF4y2Ba bgydF4y2Ba 21gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 21gydF4y2Ba bgydF4y2Ba 02gydF4y2Ba bgydF4y2Ba 12gydF4y2Ba bgydF4y2Ba 22gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 22gydF4y2Ba ⋮gydF4y2Ba ⋮gydF4y2Ba ⋮gydF4y2Ba ⋮gydF4y2Ba ⋮gydF4y2Ba ⋮gydF4y2Ba bgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba lgydF4y2Ba bgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba lgydF4y2Ba bgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba lgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba lgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba lgydF4y2Ba ]gydF4y2Ba

哪些行包含分子和分母系数gydF4y2BabgydF4y2Ba本土知识gydF4y2Ba而且gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba本土知识gydF4y2Ba的二阶部分gydF4y2BaHgydF4y2Ba(gydF4y2BazgydF4y2Ba):gydF4y2Ba

HgydF4y2Ba (gydF4y2Ba zgydF4y2Ba )gydF4y2Ba =gydF4y2Ba ggydF4y2Ba ∏gydF4y2Ba kgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba lgydF4y2Ba HgydF4y2Ba kgydF4y2Ba (gydF4y2Ba zgydF4y2Ba )gydF4y2Ba =gydF4y2Ba ggydF4y2Ba ∏gydF4y2Ba kgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba lgydF4y2Ba bgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba kgydF4y2Ba +gydF4y2Ba bgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba kgydF4y2Ba zgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba +gydF4y2Ba bgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba kgydF4y2Ba zgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba kgydF4y2Ba zgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba kgydF4y2Ba zgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba .gydF4y2Ba

整体系统增益,作为实标量返回。gydF4y2Ba

如果你打电话gydF4y2Batf2sosgydF4y2Ba通过一个输出参数,函数将整个系统增益嵌入到第一部分,gydF4y2BaHgydF4y2Ba1gydF4y2Ba(gydF4y2BazgydF4y2Ba),以便gydF4y2Ba

HgydF4y2Ba (gydF4y2Ba zgydF4y2Ba )gydF4y2Ba =gydF4y2Ba ∏gydF4y2Ba kgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba lgydF4y2Ba HgydF4y2Ba kgydF4y2Ba (gydF4y2Ba zgydF4y2Ba )gydF4y2Ba .gydF4y2Ba

请注意gydF4y2Ba

在缩放直接形式II结构时,不建议在第一部分嵌入增益,这会导致不稳定的缩放。为了避免嵌入增益,使用gydF4y2Batf2sosgydF4y2Ba有两个输出。gydF4y2Ba

算法gydF4y2Ba

tf2sosgydF4y2Ba使用四步算法确定输入传递函数系统的二阶分段表示:gydF4y2Ba

  1. 它求出系统的极点和零点gydF4y2BabgydF4y2Ba而且gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba.gydF4y2Ba

  2. 它使用函数gydF4y2Bazp2sosgydF4y2Ba,该方法首先将零点和极点组合成复共轭对gydF4y2BacplxpairgydF4y2Ba函数。gydF4y2Bazp2sosgydF4y2Ba然后通过极点和零对的匹配,按如下规则形成二阶分段:gydF4y2Ba

    1. 将离单位圆最近的极点与离这些极点最近的零点匹配。gydF4y2Ba

    2. 将离单位圆最近的极点与离这些极点最近的零点匹配。gydF4y2Ba

    3. 继续,直到所有的极点和零都匹配。gydF4y2Ba

    tf2sosgydF4y2Ba将实极分组,实极绝对值与实极最接近。同样的规则也适用于实零。gydF4y2Ba

  3. 它根据极对与单位圆的接近程度对截面进行排序。gydF4y2Batf2sosgydF4y2Ba通常情况下,级联中最接近单位圆的部分是有序的。你可以看出来gydF4y2Batf2sosgydF4y2Ba通过指定以相反的顺序对部分进行排序gydF4y2Ba订单gydF4y2Ba作为gydF4y2Ba“下来”gydF4y2Ba.gydF4y2Ba

  4. tf2sosgydF4y2Ba中指定的规范缩放部分gydF4y2Ba规模gydF4y2Ba.对于任意的gydF4y2BaHgydF4y2Ba(gydF4y2BaωgydF4y2Ba)gydF4y2Ba,标度定义为gydF4y2Ba

    为gydF4y2Ba HgydF4y2Ba 为gydF4y2Ba pgydF4y2Ba =gydF4y2Ba [gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba πgydF4y2Ba ∫gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba πgydF4y2Ba |gydF4y2Ba HgydF4y2Ba (gydF4y2Ba ωgydF4y2Ba )gydF4y2Ba |gydF4y2Ba pgydF4y2Ba dgydF4y2Ba ωgydF4y2Ba ]gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba /gydF4y2Ba pgydF4y2Ba

    在哪里gydF4y2BapgydF4y2Ba可以是∞或2。有关缩放的详细信息,请参阅参考文献。该算法遵循这种缩放,试图在定点滤波器实现中最小化溢出或峰值舍入噪声。gydF4y2Ba

参考文献gydF4y2Ba

[1]杰克逊,l.b.gydF4y2Ba数字滤波器与信号处理“,gydF4y2Ba.第三版。波士顿:Kluwer学术出版社,1996年。gydF4y2Ba

[2]米特拉,南卡罗来纳州gydF4y2Ba数字信号处理:基于计算机的方法gydF4y2Ba.纽约:麦格劳-希尔,1998年。gydF4y2Ba

[3] Vaidyanathan, P. P.“鲁棒数字滤波器结构。”gydF4y2Ba数字信号处理手册gydF4y2Ba(S. K. Mitra和J. F. Kaiser编)。纽约:John Wiley & Sons出版社,1993年。gydF4y2Ba

扩展功能gydF4y2Ba

另请参阅gydF4y2Ba

|gydF4y2Ba|gydF4y2Ba|gydF4y2Ba|gydF4y2Ba|gydF4y2Ba|gydF4y2Ba

R2006a之前介绍gydF4y2Ba