主要内容

滤镜设计器简介

此示例演示如何使用筛选器设计器作为命令行筛选器设计函数的方便替代方案。

Filter Designer是Signal Processing Toolbox™中的一个功能强大的图形用户界面(GUI),用于设计和分析滤波器。

滤波器设计器使您能够通过设置滤波器性能规格、从MATLAB®工作区导入滤波器或通过添加、移动或删除极点和零点,快速设计数字FIR或IIR滤波器。过滤器设计器还提供用于分析过滤器的工具,例如幅值和相位响应图以及零极点图。

开始

类型filterDesigner在MATLAB命令提示符处:

> > filterDesigner

一个每日要闻对话框显示了使用筛选器设计器的建议。然后,GUI显示一个默认过滤器。

GUI有三个主要区域:

  • 当前筛选器信息区域

  • 过滤器显示区域和

  • 设计小组

GUI的上半部分显示有关过滤器规格和当前过滤器响应的信息。左上角的“当前过滤器信息”区域显示过滤器属性,即过滤器结构、顺序、使用的节数以及过滤器是否稳定。它还提供对过滤器管理器的访问,以便使用多个过滤器。

右上角的滤波器显示区域显示各种滤波器响应,例如幅度响应、群延迟和滤波器系数。

GUI的下半部分是过滤器设计器的交互部分。下半部分中的“设计”面板用于定义过滤器规格。它控制在其他两个上半部分中显示的内容。其他面板可以使用侧栏按钮显示在下半部分中。

该工具包括上下文敏感的帮助。您可以右键单击或单击这是什么?按钮以获取工具不同部分的信息。

设计滤波器

我们将设计一个低通滤波器,通过所有小于或等于奈奎斯特频率20%(采样频率的一半)的频率,并衰减大于或等于奈奎斯特频率50%的频率。我们将使用具有以下规格的FIR等波纹滤波器:

  • 通带衰减1db

  • 阻带衰减80 dB

  • 通带频率0.2[标准化(0到1)]

  • 阻带频率0.5[标准化(0到1)]

为实现此设计,我们将使用以下规范:

1.选择低通从下拉菜单响应类型Equiripple杉木设计方法.通常,当您更改响应类型或设计方法时,筛选器参数和筛选器显示区域会自动更新。

2.选择指定顺序过滤顺序区域并输入30.

3.FIR等纹波滤波器具有密度的因素选项,它控制频率网格的密度。增加这个值会产生一个更接近理想等纹波滤波器的滤波器,但是随着计算量的增加,需要更多的时间。保持这个值为20。

4.选择标准化(0到1)在中的“单位”下拉菜单中频率的规范区域。

5.进入0.2wpass0.5wstop频率的规范区域。

6.WpassWstop,在大小规格面积是正权重,每个频带一个,在FIR等波纹滤波器的优化过程中使用。将这些值保留为1。

7.设置好设计规格后,单击设计滤波器按钮设计过滤器。

计算系数后,滤波器的幅值响应将显示在滤波器分析区域中。

查看其他分析

一旦你设计了过滤器,你可以通过点击工具栏上的任何按钮在显示窗口中查看以下过滤器分析:

按从左到右的顺序,按钮是

  • 级响应

  • 相位响应

  • 幅度和相位响应

  • 群延迟响应

  • 相位延迟响应

  • 脉冲响应

  • 阶跃响应

  • 零极点图

  • 滤波系数

  • 过滤信息

变换轴单位

通过在轴标签上单击鼠标右键并选择所需单位,可以更改x轴或y轴单位。当前单位有一个复选标记。

标记数据点

在Display区域中,您可以单击图中的任何点来添加数据标记,该标记显示该点的值。右键单击数据标记会显示一个菜单,您可以在其中移动、删除或调整数据标记的外观。

优化设计

为了最小化滤波器的实现成本,我们将尝试通过使用来减少系数的数量最低订单“设计”面板中的选项。

更改中的选择过滤顺序最低订单,并保持其他参数不变。

点击设计滤波器按钮来设计新的过滤器。

正如您在当前过滤器信息区域中所看到的,过滤器顺序从30减少到16,涟漪数量减少,过渡宽度变宽。通带和阻带规格仍然符合设计标准。

更改分析参数

通过右键单击绘图并选择分析参数,可以显示一个对话框,用于更改分析特定的参数。(也可以从“分析”菜单中选择分析参数。)

单击,可将显示的参数保存为默认值另存为默认值. 要恢复MATLAB定义的默认值,请单击恢复原始默认值

导出过滤器

一旦您对您的设计感到满意,您可以将您的过滤器导出到以下目的地:

  • MATLAB的工作区

  • MAT-file

  • 文本文件

选择出口文件菜单。

当您选择导出到MATLAB工作区或mat文件时,您可以将过滤器导出为系数。如果DSP系统工具箱™可用,您也可以将滤波器导出为系统对象。

生成MATLAB文件

过滤器设计器允许您生成MATLAB代码来重新创建您的过滤器。这使您能够将设计嵌入到现有代码中,或在脚本中自动创建过滤器。

选择生成MATLAB代码文件菜单中,选择滤波器设计函数并在“生成MATLAB代码”对话框中指定文件名。

下面的代码是由我们上面设计的最小阶滤波器生成的:

量化滤波器

如果您有DSP系统工具箱™ 安装后设置量化参数面板可在侧栏:

您可以使用此面板量化和分析双精度滤波器。与DSP系统工具箱,您可以量化从双精度到单精度。如果您有定点设计器,您可以量化过滤器到定点精度。注意,在过滤器中不能混合浮点和定点运算。

目标

目标菜单允许您生成表示筛选器的各种类型的代码。例如,您可以生成C头文件、XILINX系数(COE)文件(使用DSP系统工具箱)和VHDL、Verilog以及测试台(使用Filter Design HDL Coder™)。

附加功能

Filter Designer还集成了其他MathWorks™产品的功能:下载188bet金宝搏

  • DSP系统工具箱-增加了先进的FIR和IIR设计技术(即滤波器转换,多速率滤波器),并为滤波器生成等价块

  • 嵌入式编码器™-为德州仪器C6000处理器生成,构建和部署代码。

  • 滤波器设计HDL编码器-为定点过滤器生成可合成的VHDL或Verilog代码

  • 金宝appSimulink®-从原子Simulink块生成过滤器金宝app

另请参阅