主要内容

firls

最小二乘线性相位FIR滤波器设计

描述

例子

b= firls (nf一个返回行向量b包含n + 1阶系数n冷杉过滤器。这个滤波器的频率-振幅特性与矢量给出的近似匹配,f一个

b= firls (nf一个w使用向量中的权值w,权衡错误。

例子

b= firls (nf一个ftype指定过滤器类型ftype是:

  • 希尔伯特的

  • “区别”

b= firls (nf一个wftype使用向量中的权值w权衡错误。它还指定了过滤器类型ftype是:

  • 希尔伯特的

  • “区别”

例子

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下面演示如何设计一个带过渡带的225阶低通滤波器。

创建频率和振幅矢量,f一个

F = [0 0.25 0.3 1]
f =1×40 0.2500 0.3000 1.0000
A = [1 1 0 0]
一个=1×41 1 0 0

使用firls获取n + 1阶系数n低通滤波器。

b = firls (255 f);

显示滤波器的脉冲响应

fvtool (b,“冲动”

图形过滤器可视化工具-脉冲响应包含一个轴和其他类型的uitoolbar, uimenu对象。标题为脉冲响应的轴包含一个类型为干的对象。

下面展示如何设计一个具有分段线性通带的24阶反对称滤波器,并绘制所需的和实际的振幅响应。

创建频率和振幅矢量,f一个

F = [0 0.3 0.4 0.6 0.7 0.9];A = [0 1 0 0 0.5 0.5];

使用firls得到滤波器的25个系数。

f b = firls(24日,,希尔伯特的);

绘制随过渡区域的理想振幅响应。

情节(f。*π,“o”“markerfacecolor”, (1 0 0));持有;情节(f。*π,“r——”“线宽”2);

图中包含一个坐标轴。轴线包含2个线型对象。

使用freqz得到所设计滤波器的频率响应,并绘制滤波器的幅值响应。

[H F] = freqz (b, 1);情节(F, abs (H));集(gca),“xlim”π[0])传说(“过滤规范”“过渡区”级响应的

图中包含一个坐标轴。轴线包含3个线型对象。这些对象代表滤波器规格,过渡区域,幅值响应。

输入参数

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过滤器的顺序,指定为整数标量。对于奇阶,奈奎斯特频率处的频率响应必然为0。由于这个原因,firls对于通频带为奈奎斯特频率的配置,总是使用偶数滤波器顺序。如果你指定一个奇值nfirls把它加1。

例子:8

数据类型:int8|int16|int32|int64

频率点对,指定为取值范围为0到1的向量,其中1对应于奈奎斯特频率。频率必须是递增的顺序,并且允许重复的频率点。您可以使用重复的频率点来设计滤波器,就像那些返回fir1的故事函数带有矩形(rectwin)窗口。

f一个长度相同。这个长度必须是偶数。

例子:[0 0.3 0.4 1]

数据类型:|

函数在每个频率点的幅值,指定为与f.这个长度必须是偶数。

在两个点(fk),fk+ 1)k奇,是连接两点(fk),一个k)和(fk+ 1),一个k+ 1)。

在两个点(fk),fk+ 1)k即使是未指定的。这些是过渡或“不关心”区域。

例子:[1 1 0 0]

数据类型:|

权值用于衡量每个频带的适合度,指定为长度为的长度的一半的向量f一个,所以每条带子只有一个重量。w表示相对于其他频带,在每个频带中对最小化积分平方误差的重视程度。

例子:(0.5 - 1)

数据类型:|

过滤器类型,指定为其中之一希尔伯特的“区别”

例子:希尔伯特的

数据类型:字符

输出参数

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过滤系数,返回为数字向量n + 1值,n为过滤顺序。

b = firls (n、f)设计I型线性相位滤波器(n奇数)和第II类(n) .输出系数,或“点击”,进入b服从的关系:

B (k) = B (n+2-k) k = 1,…, n + 1

b = firls (n、f,希尔伯特)设计一个奇对称线性相位滤波器(III型和IV型)。输出系数,或“水龙头”,在b服从的关系:

B (k) = -b (n+2-k), k = 1,…, n + 1

b = firls (n、f,“区别”)设计III型和IV型过滤器,使用一种特殊的加权技术。对于非零振幅波段,积分平方误差的权值为(1/f)2.这种加权使低频的误差比高频的误差小得多。对于振幅特性与频率成比例的FIR微分器,滤波器可以使相对积分平方误差最小化。这个值是误差与期望振幅之比的平方的积分。

更多关于

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诊断

错误和警告消息

当使用不正确的参数时,会显示以下诊断消息之一:

F必须甚至长度。F一个必须平等的长度。需要对称希尔伯特的“区别”。需要一个重量乐队。频率F必须不减少的。频率F必须范围[0,1]。

一个更严重的警告信息是

警告:矩阵是关闭单数严重按比例缩小的。

当滤波器长度和过渡宽度的乘积变大时,往往会发生这种情况。在这种情况下,滤波器系数b可能不代表所需的滤波器。你可以通过看它的频率响应来检查滤波器。

算法

firls设计一个线性相位冷杉过滤器。该滤波器使理想分段线性函数与滤波器在一组期望频带上的幅值响应之间的加权积分平方误差最小化。

参考[1]描述了背后的理论方法firls.该函数粗略地求解了一个包含大小内积矩阵的线性方程组n / 2使用MATLAB®\运营商。

本函数设计了I、II、III和IV型线性相位滤波器。类型I和II分别是n的偶数和奇数的默认值。的希尔伯特的“区别”标志产生III (n个偶数)和IV (n个奇数)过滤器。不同类型的滤波器对它们的频率响应有不同的对称性和约束(见[2]详情)。

线性相位滤波器类型 过滤器订单 对称系数 响应H(f), f = 0 响应H(f), f = 1 (Nyquist)

I型

甚至

B (k) = B (n+2-k) k=1,…n + 1

没有限制

没有限制

II型

奇怪的

B (k) = B (n+2-k) k=1,…n + 1

没有限制

H(1) = 0

类型III

甚至

B (k) = -b (n+2-k), k=1,…n + 1

H(0) = 0

H(1) = 0

IV型

奇怪的

B (k) = -b (n+2-k), k=1,…n + 1

H(0) = 0

没有限制

参考文献

[1] Parks T.W C.S. Burrus,数字滤波器设计, John Wiley & Sons, 1987,第54-83页。

[2]奥本海姆,a.v.和R.W.谢弗,离散时间信号处理, Prentice-Hall, 1989,第256-266页。

介绍了R2011a