使用滤镜设计器DSP系统工具箱软件
在过滤器设计器中设计高级过滤器
过滤器设计器功能概述
DSP系统工具箱™软件为信号处理工具箱软件提供的滤波器设计器添加了新的对话框和操作模式,以及新的菜单选择。从附加的对话框中,一个标题为量化参数设置一个题目是频率转换,你可以:
设计高级滤波器,信号处理工具箱软件不提供的设计工具来开发。
视图模型金宝app®工具箱中可用的过滤器结构的模型。
使用设计模式量化您在此应用程序中设计的双精度滤波器。
使用导入模式量化导入到此应用程序的双精度过滤器。
分析量化滤波器。
缩放二阶截面滤波器。
为工具显示的量化过滤器的属性选择量化设置:
系数-选择应用于过滤器系数的量化选项
输入/输出——控制过滤器如何处理输入和输出数据
Filter Internals -指定过滤器的算术行为
设计多速率滤波器。
将FIR和IIR滤波器从一个响应转换为另一个响应。
将过滤器导入过滤器设计器后,量化对话框上的选项允许您量化过滤器并研究各种量化设置的效果。
频率转换对话框中的选项允许您更改滤波器的频率响应,在更改响应形状的同时保持各种重要特征。
使用滤镜设计器DSP系统工具箱软件
将DSP系统工具箱软件添加到您的工具套件中,为滤波器设计器添加了许多滤波器设计技术。使用新的滤波器响应可以开发满足比在信号处理工具箱软件中设计的更复杂要求的滤波器。虽然过滤器设计器中的设计可以作为命令行函数使用,但过滤器设计器的图形用户界面使设计过程更清晰,更容易完成。
在选择响应类型时,筛选器设计器中右侧窗格中的选项将更改为允许您设置定义筛选器的值。您还可以看到分析区域包括一个图(称为图)设计的面具),描述您选择的筛选器响应的选项。
通过查看掩码,您可以看到选项是如何定义的以及如何使用它们。虽然这对于低通或高通滤波器响应通常是简单的,但为任意响应类型或峰值/缺口滤波器设置选项则更为复杂。带着面具会让你更容易得到结果。
更改过滤器设计方法将更改可用的响应类型选项。类似地,您选择的响应类型可能会改变您可以选择的过滤器设计方法。
设计陷波滤波器
陷波滤波器的目的是从更宽的频谱中去除一个或几个频率。您必须通过在滤波器设计器中适当地设置滤波器设计选项来指定要删除的频率:
响应类型
设计方法
频率的规范
大小规格
下面是如何设计一个陷波滤波器,从输入音乐信号频谱中去除音乐会a (440 Hz)。
选择
开槽
从微分电路列表中响应类型.选择信息检索在滤波器设计方法并选择
单切口
从名单上。为频率的规范,设置单位来
赫兹
而且Fs,全量程频率,到1000
.设置缺口中心的位置,在归一化频率或赫兹。对于440hz的缺口中心,输入
440
.要塑造缺口,输入带宽,
bw
,是40
.离开大小规格在
dB
(默认值)然后离开apas作为1
.单击设计过滤器。
滤波器设计器计算滤波器系数,并在分析区域绘制滤波器幅度响应,供您回顾。
当您设计一个单陷波滤波器时,您没有设置滤波器顺序的选项过滤器订单禁用选项。
你的滤镜应该是这样的:
有关设计方法的更多信息,请参考联机帮助系统。的进一步信息问在滤波器设计器中设置陷波滤波器,输入
医生iirnotch
在命令行。这将打开Help浏览器并显示函数的参考页面iirnotch
.
设计其他滤波器遵循类似的过程,根据每个设计要求调整不同的设计规范选项。
任何一种设计都可以在滤波器设计器中进行量化,并利用滤波器上的可用分析进行分析分析菜单。
访问滤波器设计器的量化特性
使用滤波器设计器中的量化面板来量化滤波器。量化代表了滤波器设计器的第四种工作模式,以及滤波器设计、滤波器转换和导入模式。要切换到量化模式,请从MATLAB中打开滤波器设计器®命令提示符,输入
filterDesigner
当过滤器设计器打开时,单击量化参数设置按钮在侧栏上。过滤器设计器切换到量化模式,您可以在过滤器设计器的底部看到以下面板,其中显示了默认的双精度选项过滤算法.
的过滤算法选项允许您量化过滤器并研究更改量化设置的效果。若要在过滤器设计器中启用量化设置,请选择定点
从过滤算法.
量化选项出现在滤波器设计器的下面板中。您可以看到选项卡访问用于量化过滤器的各种选项集。
在对话框中使用以下选项卡在过滤器设计器中执行与量化过滤器相关的任务:
量化滤波器滤波器设计器
量化参数设置
量化过滤器具有定义如何量化筛选数据的属性。使用量化参数设置对话框中设置属性。中的选项量化参数设置对话框,过滤器设计器让你执行一些任务:
在从工作空间导入过滤器或使用过滤器设计器设计原型过滤器之后,从双精度过滤器创建量化过滤器。
创建一个具有默认结构(Direct form II转置)或您选择的任何结构的量化过滤器,以及您选择的其他属性值。
在设计量化筛选器或从工作空间导入筛选器后,更改量化筛选器的量化属性值。
当你点击量化参数设置,然后改变过滤算法来定点
,在过滤器设计器中打开量化过滤器面板,将系数量化选项设置为默认值。
系数的选择
为了让您为组成量化过滤器的过滤器系数设置属性,过滤器设计器列出了分子字长选项(如果您有IIR过滤器,则列出了分母字长选项)。下表列出了每个系数选项,并简要描述了选项设置在过滤器中的作用。
选项名称 |
使用时 |
描述 |
---|---|---|
分子字长 |
仅限FIR滤波器 |
设置用于表示FIR滤波器中的分子系数的字长。 |
分子压裂。长度 |
FIR / IIR |
设置用于解释FIR滤波器中的分子系数的分数长度。 |
分子范围(+/-) |
FIR / IIR |
可以设置分子表示的范围。用这个代替分子压裂。长度选项设置精度。当输入x时,取值范围为-x ~ x,取值范围必须为正整数。 |
字长 |
仅限IIR滤波器 |
设置用于表示IIR过滤器中的分子和分母系数的单词长度。不能为分子系数和分母系数设置不同的字长。 |
分母压裂。长度 |
IIR滤波器 |
设置用于解释IIR滤波器中分母系数的分数长度。 |
分母范围(+/-) |
IIR滤波器 |
让你设置分母系数表示的范围。用这个代替分母压裂。长度选项设置精度。当输入x时,取值范围为-x ~ x,取值范围必须为正整数。 |
最佳精度分数长度 |
所有过滤器 |
指导过滤器设计者选择分子(和分母)值的分数长度,以最大化过滤器性能。选择此选项将禁用过滤器的所有分数长度选项。 |
压裂。长度 |
SOS IIR滤波器 |
设置用于解释SOS过滤器中的刻度值的分数长度。 |
缩放值范围(+/-) |
SOS IIR滤波器 |
让您设置SOS刻度值所代表的范围。您可以使用SOS过滤器来调整过滤器部分之间使用的缩放。设置此值将禁用压裂。长度选择。当输入x时,取值范围为-x ~ x,取值范围必须为正整数。 |
使用无符号表示 |
所有过滤器 |
告诉过滤器设计器将系数解释为无符号值。 |
缩放分子系数以充分利用整个动态范围 |
所有过滤器 |
指导滤波器设计人员缩放分子系数,以有效地使用分子字长和分数长度格式定义的动态范围。 |
输入/输出选项
下表中列出了指定量化过滤器如何使用输入和输出值的选项。
选项名称 |
使用时 |
描述 |
---|---|---|
输入字长 |
所有过滤器 |
设置用于表示筛选器输入的单词长度。 |
输入分数长度 |
所有过滤器 |
设置用于解释输入值以进行筛选的分数长度。 |
输入范围(+/-) |
所有过滤器 |
允许您设置输入表示的范围。用这个代替输入分数长度选项设置精度。当输入x时,取值范围为-x ~ x,取值范围必须为正整数。 |
输出字长 |
所有过滤器 |
设置用于表示筛选器输出的单词长度。 |
避免溢出 |
所有过滤器 |
指示过滤器设置输入的分数长度,以防止输出值超过由单词长度定义的可用范围。清除此选项可以设置输出分数长度. |
输出分数长度 |
所有过滤器 |
设置用于表示筛选器输出值的分数长度。 |
输出范围(+/-) |
所有过滤器 |
允许您设置输出所代表的范围。用这个代替输出分数长度选项设置精度。当输入x时,取值范围为-x ~ x,取值范围必须为正整数。 |
阶段输入字长 |
仅限SOS过滤器 |
设置用于表示SOS筛选器部分的输入的单词长度。 |
避免溢出 |
仅限SOS过滤器 |
指示过滤器对阶段输入使用分数长度,以防止值溢出。清除此选项后,可以设置级输入分数长度. |
级输入分数长度 |
仅限SOS过滤器 |
设置用于表示SOS筛选器部分的输入的分数长度。 |
Stage输出字长 |
仅限SOS过滤器 |
设置用于表示SOS筛选器部分输出的单词长度。 |
避免溢出 |
仅限SOS过滤器 |
指示过滤器对阶段输出使用分数长度,以防止值溢出。清除此选项后,可以设置级输出分数长度. |
级输出分数长度 |
仅限SOS过滤器 |
设置用于表示SOS筛选器部分输出的分数长度。 |
过滤器内部选项
下表中列出了指定量化过滤器如何执行算术运算的选项。
选项 |
等效过滤器属性(使用通配符*) |
描述 |
---|---|---|
轮对 |
|
设置当数值位于数据格式的可表示值(字和分数长度)之间时,过滤器用于量化数值的模式。从下列任一项中选择:
|
溢出模式 |
|
设置用于在定点算术中响应溢出条件的模式。任选其一 |
过滤产品(正片叠底)选项 |
||
产品模式 |
|
确定筛选器如何处理产品操作的输出。从全精度( |
产品字长 |
|
设置应用于解释乘法运算结果的字长。 |
分数长度 |
|
设置用于解释涉及分子系数的乘积运算结果的分数长度。 |
窝。部分长度 |
|
设置用于解释涉及分母系数的乘积运算结果的分数长度。 |
过滤器和选项 |
||
Accum.模式 |
|
确定累加器如何输出存储值。从全精度( |
累计字长 |
|
设置用于在累加器/缓冲区中存储数据的字长。 |
分数长度 |
|
设置用于解释分子系数的分数长度。 |
窝。部分长度 |
|
设置过滤器用于解释分母系数的分数长度。 |
在求和前施放信号 |
|
指定在执行求和操作之前,是否将数值数据转换为适当的累加器格式(如每个滤波器结构的信号流图所示)。 |
过滤状态选项 |
||
状态字长 |
|
设置用于表示筛选器状态的单词长度。适用于分子和分母相关的状态 |
避免溢出 |
没有一个 |
通过适当地设置分数长度来防止算术计算中的溢出。 |
状态分数长度 |
|
允许您设置应用于解释筛选器状态的分数长度。适用于分子和分母相关的状态 |
请注意
控件的绘图将更改应用于“筛选器内部”窗格中的值时震级响应估计而且四舍五入噪声功率谱分析更新以反映这些变化。对“过滤器内部”窗格中的值的更改不影响其他类型的分析。
过滤器内部选项的CIC过滤器
CIC过滤器使用稍微不同的选项来指定过滤器中的定点算法。下一个表显示并描述了这些选项。
量化双精度滤波器。当您通过切换到定点或单精度浮点算法来量化双精度滤波器时,请遵循以下步骤。
点击量化参数设置显示量化参数设置过滤器设计器中的窗格。
选择
单精度浮点数
或定点
从过滤算法.选择其中一个可选算术设置时,过滤器设计器将根据“设置量化参数”窗格中的选项设置对当前过滤器进行量化,并更改分析区域中显示的信息以显示量化的过滤器数据。
在量化窗格中,设置筛选器的选项。为以下选项设置系数,输入/输出,过滤器内部.
点击应用.
过滤器设计器量化您的过滤器使用您的新设置。
使用滤波器设计器中的分析功能来确定新的量化滤波器是否满足您的要求。
改变量化滤波器的量化属性。当您更改量化过滤器的量化设置时,或从MATLAB工作区导入量化过滤器后,请按照以下步骤设置过滤器的属性值:
验证当前筛选器是量化的。
点击量化参数设置显示量化参数设置面板。
检查并选择过滤器量化的属性设置:系数,输入/输出,过滤器内部.这些窗格上选项的设置将确定过滤器在过滤操作期间如何量化数据。
点击应用更新您当前的量化过滤器,以使用步骤3中的新的量化属性设置。
使用滤波器设计器中的分析功能来确定新的量化滤波器是否满足您的要求。
用基于噪声的方法分析滤波器
用震级响应估计方法分析滤波器
在你设计和量化你的滤波器之后震级响应估计选项分析菜单允许您将噪声加载方法应用到过滤器。当你选择分析>震级响应估计从菜单栏,过滤器设计器立即开始蒙特卡罗试验,形成方法的基础,并运行分析,以在过滤器设计器的分析区域显示结果结束。
使用基于噪声的方法,您可以通过对滤波器输入施加类噪声信号来估计滤波器的复频率响应。震级响应估计使用蒙特卡罗试验产生一个噪声信号,其中包含在0到Fs范围内的完整频率内容。在您第一次运行分析时,量级响应估计使用定义流程的各种条件的默认设置,例如测试点的数量和试验的数量。
分析参数 |
默认设置 |
描述 |
---|---|---|
点数 |
|
单位圆上半部分周围等距点的数目。 |
频率范围 |
|
图x轴的频率范围。 |
频率的单位 |
|
指定频率范围的单位。 |
采样频率 |
|
采样周期的倒数。 |
频率范围 |
|
用于输出的y轴显示的单位。 |
归一化频率 |
|
使用归一化频率显示。 |
在第一次分析运行结束后,打开分析参数对话框,并适当地调整设置,例如更改试验次数或点数。
打开分析参数对话框,当你在过滤器设计器中有一个量化过滤器时,使用下面的任何一个程序:
选择分析>分析参数从菜单栏
右键单击过滤器分析区域,选择分析参数从上下文菜单
您选择的任何选项都会打开对话框。注意,选项的设置反映了默认值。
应用于滤波器的噪声方法。为了演示震级响应估计方法,首先创建一个量化滤波器。在本例中,使用滤波器设计器设计一个六阶巴特沃斯IIR滤波器。
在滤波器设计器中使用基于噪声的分析
输入
filterDesigner
在MATLAB提示符下启动滤波器设计器。下响应类型中,选择高通滤波.
选择
信息检索
在设计方法.然后选择巴特沃斯
.若要将筛选顺序设置为6,请选择指定的顺序下过滤器订单.输入
6
在文本框中。点击设计滤波器.
在滤波器设计器中,分析区域更改为显示滤波器的幅度响应。
若要使用默认量化器设置生成筛选器的量化版本,请单击在侧边栏。
过滤器设计器切换到量化模式并显示量化面板。
从过滤算法中,选择
定点
.现在分析区域显示了两个滤波器的幅度响应-您的原始滤波器和定点算术版本。
最后,要在量化滤波器上使用基于噪声的估计,请选择分析>震级响应估计从菜单栏。
滤波器设计器运行试验,计算滤波器的估计震级响应,并将结果显示在图中所示的分析区域。
在上图中,您可以看到用分析方法估计的震级响应。
查看噪声功率谱。当您使用噪声方法来估计滤波器的幅度响应时,滤波器设计人员会模拟并应用噪声值的频谱来测试滤波器响应。虽然模拟噪声基本上是白色的,但您可能希望看到滤波器设计人员用于测试滤波器的实际频谱。
从分析菜单栏选项,选择四舍五入噪声功率谱.在滤波器设计器的分析区域,您可以看到用于估计滤波器响应的噪声频谱。噪声谱的详细信息,例如数据点的范围和数量,出现在分析参数对话框。
有关更多信息,请参阅McClellan等人,使用MATLAB 5的基于计算机的信号处理练习,Prentice-Hall, 1998。参见项目5:数字滤波器中的量化噪声,第231页。
更改噪声分析参数。在应用于滤波器的噪声方法,您使用合成白噪声来估计定点高通巴特沃斯滤波器的幅度响应。由于您只在滤波器设计器中运行了一次估计,因此您的噪声分析使用了中所示的默认分析参数设置用震级响应估计方法分析滤波器.
若要更改设置,请在第一次对量化滤波器使用噪声估计后遵循以下步骤。
使用运行噪声估计方法的结果显示在滤波器设计器分析区域,选择分析>分析参数从菜单栏。
为使您能够访问分析参数,可以使用分析参数对话框打开(默认设置)。
若要使用频谱中的更多点来估计震级响应,请更改点数来
1024
并点击好吧运行分析。筛选器设计器关闭分析参数对话框,并重新运行噪声估计,在分析区域中返回结果。
如果要重新运行测试而不关闭对话框,按输入在将新值输入设置后,单击应用.现在过滤器设计器在不关闭对话框的情况下运行测试。当您想为基于噪声的分析尝试许多不同的设置时,这是一个有用的快捷方式。
比较估计震级响应和理论震级响应
估计量化滤波器的幅值响应的噪声方法的有效性的一个重要措施是将估计的响应与理论响应进行比较。
进行这种比较的一种方法是将理论响应叠加在估计响应上。在筛选器设计器中显示震级响应估算时,选择分析>叠加分析从菜单栏。然后选择级响应在分析区域显示两条响应曲线。
选择量化滤波器结构
过滤器设计器允许您更改任何量化过滤器的结构。使用转换结构选项,将过滤器的结构更改为满足您的需求的结构。
要了解如何在过滤器设计器中更改过滤器的结构,请参阅转换过滤器结构.
转换量化滤波器的结构
你可以使用转换结构选择改变过滤器的结构。当源是设计(量化)或进口(量化),转换结构让你重铸过滤器为以下结构之一:
直接形式II转置滤波器结构
直接形式I转置滤波器结构
直接形式II过滤器结构
直接形式I过滤器结构
直接式有限脉冲响应(FIR)滤波器结构
直接形式FIR转置滤波器结构
格子自回归移动平均(ARMA)滤波器结构
直接形式反对称FIR滤波器结构(任意阶)
从任何量化滤波器开始,你可以转换为以下表示之一:
直接形式I
直接形式二
直接形式I的转置
直接形式II的转置
晶格ARMA
此外,过滤器设计器让你做以下转换:
最小相位FIR滤波器到晶格MA最小相位
最大相位FIR滤波器到晶格MA最大相位
Allpass过滤器为Lattice Allpass
将过滤器转换为二阶分段形式
要了解如何使用过滤器设计器将量化过滤器转换为使用二阶部分,请参阅转换为二阶分段.您可能会注意到,在过滤器设计器中设计的过滤器,而不是导入的过滤器,是以SOS形式实现的。
在过滤器设计器中查看过滤器结构。单击,打开演示帮助>显示过滤器结构.Help浏览器打开后,您将看到当前筛选器的参考页面。您可以在此参考页上找到滤波器结构信号流图,或者您可以导航到其他滤波器的参考页。
缩放二阶截面滤波器
使用“二阶分段的重新排序和缩放”对话框
过滤器设计器提供了在创建SOS过滤器后缩放它们的能力。使用“二阶分段的重新排序和缩放”对话框中的选项,过滤器设计器可以根据您对缩放选项的选择缩放过滤器分子和过滤器缩放值。
参数 |
描述及有效值 |
---|---|
规模 |
对过滤器应用任意缩放选项。当你重新排序你的SOS过滤器时,选择这个,同时你想要缩放它。或者当你缩放你的过滤器时,不管有没有重新排序。默认情况下,伸缩是禁用的。 |
溢出少-信噪比最高滑块 |
允许您设置缩放是否有利于减少滤波器中的算术溢出或最大化滤波器输出的信噪比(SNR)。向右移动滑块增加了对信噪比的强调,但代价是可能的溢出。标记指示用于实现信噪比或溢流保护的期望结果的p范数。 |
最大的分子 |
缩放后分子系数的最大允许值。 |
分子的约束 |
指定是否以及如何约束分子系数值。选项是 |
溢出模式 |
设置过滤器在缩放期间处理算术溢出情况的方式。任选其一 |
尺度值约束 |
指定是否约束筛选器比例值,以及如何约束它们。有效选项为 |
最大刻度值 |
设置允许的最大缩放值。SOS过滤器缩放应用最大刻度值仅在您设置时限制尺度值约束到一个值以外 |
恢复到原始过滤器 |
将过滤器返回到原始缩放。能够恢复到原始过滤器可以更容易地评估扩展过滤器的结果。 |
各种设置组合可以让您在不改变比例值的情况下缩放过滤器分子,或者在不改变分子的情况下调整过滤器比例值。分母没有缩放控制。
缩放SOS过滤器
通过在滤波器设计器中设计一个低通椭圆滤波器来开始这个过程。
启动过滤器设计器。
在响应类型中,选择低通滤波器.
在“设计方法”中选择信息检索而且
椭圆
从IIR设计方法列表。选择最低订购量对于过滤器。
通过选择切换频率单位
标准化(0到1)
从单位列表。输入,设置通带规格
0.45
为wpass而且0.55
为wstop.最后,在大小规格年代,集Astop来60
.点击设计滤波器设计滤波器。
滤镜设计器完成滤镜设计后,您将在工具中看到以下图和设置。
你保留了选项设置完全匹配作为
这两个
,这意味着滤波器设计与通带和阻带的规格相匹配。若要切换到缩放过滤器,请选择编辑>重新排序和缩放二阶截面从菜单栏。
要查看过滤器系数,请返回到过滤器设计器并选择滤波器系数从分析菜单。过滤器设计器在过滤器设计器中显示系数和比例值。
随着系数的显示,您可以在缩放值和过滤器系数中直接看到缩放过滤器的效果。
现在尝试以几种不同的方式缩放过滤器。首先缩放滤波器以最大化信噪比。
回到重新排序和缩放二阶截面对话框,并选择没有一个为重新排序在左边的窗格中。这可以防止过滤器设计人员在重新缩放过滤器时重新排序过滤器部分。
移动溢出少,信噪比高滑块从更少的溢出来信噪比最高.
点击应用缩放筛选器并保持对话框打开。
过了一会儿,过滤器设计器更新显示的系数,以便您看到新的缩放。
所有的比例因子都是
1
,系数的SOS矩阵表明分子系数均为零1
每一段的第一个分母系数是1
.点击恢复到原始过滤器将滤镜恢复到缩放和系数的原始设置。
重新排列二阶节滤波器的节
使用过滤器设计器重新排序过滤器
Filter Designer在二阶部分设计大多数离散时间滤波器。通常,在创建定点滤波器时,SOS滤波器可以抵抗量化变化的影响。在过滤器设计器中有了二级部分过滤器之后(无论是在工具中设计的还是导入的),过滤器设计器提供了更改组成过滤器的部分顺序的功能。任何SOS过滤器过滤器设计器允许重新排序的部分。
要重新排序过滤器的部分,您可以访问过滤器设计器中的“二阶部分的重新排序和缩放”对话框。
在滤镜设计器中选择SOS滤镜编辑>重新排序和缩放从菜单栏。过滤器设计器返回如下所示的带有默认设置的重新排序对话框。
“二阶区段的重新排序和缩放”对话框中的控件
在此对话框中,左侧包含重新排序SOS过滤器的选项。在右边,您可以看到缩放选项。这些是独立的-重新排序您的过滤器不需要缩放(注意规模选项),缩放不需要重新排序筛选器(注意没有一个选择下重新排序).有关缩放SOS过滤器的更多信息,请参阅缩放二阶截面滤波器和规模
在参考资料部分。
重新排序SOS过滤器涉及使用二阶截面的重排序与缩放对话框。下表列出了每个重排序选项,并提供了该选项的功能描述。
控制选项 |
描述 |
---|---|
汽车 |
重新排列滤波器部分以使滤波器的输出噪声功率最小化。注意,不同的顺序适用于每种规格类型,例如低通或高通。自动排序适应您的过滤器的规格类型。 |
没有一个 |
不对过滤器进行重新排序。选择没有一个可以让您在不应用重新排序的情况下缩放过滤器。当您使用当前筛选器访问此对话框时,这是默认设置-不应用重新排序。 |
选择最少的部分到选择最多的部分 |
重新排列过滤器部分,使限制最小(最低Q)的部分成为第一个部分,限制最大(最高Q)的部分成为最后一个部分。 |
选择最多的部分到选择最少的部分 |
重新排列过滤器部分,使限制最大(Q最高)的部分成为第一个部分,限制最小(Q最低)的部分成为最后一个部分。 |
自定义重新排序 |
允许您通过启用分子顺序和分母顺序选项来指定要使用的节顺序 |
分子秩序 |
为SOS筛选器的各个部分指定新的排序。按重新排列的顺序输入节的索引向量。例如,一个有五个部分的过滤器有索引1、2、3、4和5。如果要切换第二部分和第四部分,向量将是[1,4,3,2,5]。 |
使用分子顺序 |
按照分配给分子的顺序重新排列分母。 |
指定 |
允许您指定分母的顺序,而不是使用分子的顺序。输入各节的索引向量,以指定要使用的分母的顺序。例如,一个有五个部分的过滤器有索引1、2、3、4和5。如果要切换第二部分和第四部分,向量将是[1,4,3,2,5]。 |
使用分子顺序 |
根据分子的顺序重新排列刻度值。 |
指定 |
允许您指定刻度值的顺序,而不是使用分子顺序。输入各节的索引向量,以指定要使用的分母的顺序。例如,一个有五个部分的过滤器有索引1、2、3、4和5。如果要切换第二部分和第四部分,向量将是[1,4,3,2,5]。 |
恢复到原始过滤器 | 将过滤器返回到原始的部分排序。能够恢复到原始过滤器,使得比较更改部分顺序的结果更容易评估。 |
重新排序SOS过滤器。使用过滤器设计器打开一个二阶过滤器作为当前过滤器,您可以使用以下过程来访问重新排序功能并重新排序过滤器。首先从命令提示符启动筛选器设计器。
输入
filterDesigner
在命令提示符下启动筛选器设计器。通过输入以下设置,设计一个低通巴特沃斯滤波器,阶数为10,默认频率规格:
下响应类型选择
低通滤波器
.下设计方法中,选择信息检索而且
巴特沃斯
从名单上。指定顺序等于10英寸指定的顺序下过滤器订单.
保持默认值Fs而且足球俱乐部值频率的规范.
点击设计滤波器.
过滤器设计器设计巴特沃斯过滤器,并返回您的过滤器作为一个直接形式II过滤器实现的二阶部分。你可以在当前过滤器信息区域。
对于滤波器设计器中的二阶滤波器,重新排序滤波器使用二阶截面的重排序与缩放过滤器设计器中的特性(也可在过滤器可视化工具中使用),FVTool).
要重新排序筛选器,请选择编辑>重新排序和缩放二阶截面从过滤器设计器菜单。
现在可以重新排序筛选器的各个部分了。注意,筛选器设计器对会话中的当前筛选器执行重新排序。
使用从最低选择到最高选择的部分重新排序。要让筛选器设计器重新排序筛选器,使选择最少的部分在前面,选择最多的部分在最后,请在二阶截面的重排序与缩放对话框。
在重新排序中,选择选择最少的部分到选择最多的部分.
为防止过滤器同时缩放,请清除规模在扩展.
在过滤器设计器中,选择视图>SOS视图设置,以便在过滤器设计器中看到过滤器的各个部分。
在SOS视图设置对话框,选择个人部分.选择此选项将滤波器设计器配置为在分析区域中显示滤波器每个部分的幅度响应曲线。
回到二阶截面的重排序与缩放对话框,单击应用根据筛选器部分的Qs重新排序筛选器,并保持对话框打开。作为响应,过滤器设计器在分析区域中为每个过滤器部分(应该有五个部分)提供响应。
在接下来的两张图中,您可以比较过滤器各部分的顺序。在第一个图中,出现了原始的筛选器部分。在第二张图中,部分已从选择性最低重新排列到选择性最高。
您可以看到重新排序的效果,尽管结果有点微妙。现在尝试自定义重新排序过滤器的部分或使用最选择性到最不选择性的重新排序选项。
查看SOS过滤器部分
使用SOS视图对话框
由于您可以设计和重新排序SOS过滤器的部分,过滤器设计器提供了在分析区域- SOS视图中查看过滤器部分的能力。一旦你在过滤器设计器中有了一个二级部分过滤器作为当前过滤器,你就可以打开SOS View选项来单独或累计地查看过滤器部分,甚至只查看部分。启用SOS视图将过滤器设计器置于一种模式,其中所有二阶节过滤器都显示节,直到禁用SOS视图选项。SOS视图模式适用于您在分析区域显示的任何分析。例如,如果将过滤器设计器配置为显示过滤器的相位响应,则启用SOS视图意味着过滤器设计器将显示SOS过滤器每个部分的相位响应。
SOS视图对话框上的控件
SOS视图使用几个选项来控制过滤器设计器如何显示部分,或者显示哪些部分。当你选择视图>SOS视图从过滤器设计器菜单栏,您可以看到此对话框包含配置SOS视图操作的选项。
默认情况下,SOS视图显示SOS过滤器的整体响应。SOS视图对话框中的选项允许您更改显示。该表列出了所有选项,并描述了每个选项的效果。
选项 |
描述 |
---|---|
整体过滤 |
这是过滤器设计器中熟悉的显示。对于二阶部分过滤器,您只能看到总体响应,而不是单个部分的响应。这是默认配置。 |
个人部分 |
选择此选项时,筛选器设计器将每个部分的响应显示为曲线。如果你的过滤器有五个部分,你会看到五条响应曲线,每个部分一条,它们是独立的。比较累积的部分. |
累积的部分 |
选择此选项时,筛选器设计器将每个部分的响应显示为筛选器中所有先前部分的累计响应。如果你的过滤器有五个部分,你会看到五条响应曲线:
以此类推,直到所有的过滤部分都出现在显示器中。最后的曲线表示总体滤波器响应。比较累积的部分而且整体过滤. |
用户定义的 |
在这里,您可以定义以何种顺序显示哪些部分。选择此选项将启用文本框,在其中输入筛选器部分索引的单元格数组。每个索引代表一个部分。输入一个索引绘制一个响应。输入{1:2}之类的内容绘制第1节和第2节的组合响应。如果您有一个包含四个部分的过滤器,则条目{1:4}绘制所有四个部分的组合响应,而{1,2,3,4}则绘制每个部分的响应。请注意,在输入单元格数组后,需要单击好吧或应用将过滤器设计器分析区域更新为新的SOS视图配置。 |
使用二级缩放点 |
这将指导滤镜设计人员使用部分中的次要缩放点来确定在何处分割部分。此选项仅在筛选器为 |
查看SOS过滤器的部分
在您设计或导入SOS过滤器到过滤器设计器后,SOS视图选项可以让您看到过滤器的每个部分的性能。在过滤器设计器的“视图”菜单中启用SOS视图,该工具将在当前过滤器为SOS过滤器时显示SOS过滤器的各个部分。
下面的步骤演示了如何使用SOS视图来查看在过滤器设计器中显示的过滤器部分。
启动过滤器设计器。
使用巴特沃斯设计方法创建一个低通SOS滤波器。指定过滤器顺序为6。使用低阶过滤器可以更清晰地看到各个部分。
通过单击来设计您的新过滤器设计滤波器.
滤波器设计者设计你的滤波器,并向你展示分析区域的震级响应。在当前筛选器信息中,您可以看到筛选器的规格。你应该有一个六阶直接形式II,二阶滤波器有三个部分。
要启用SOS视图,请选择视图>SOS视图从菜单栏。
默认情况下,过滤器设计器中的分析区域显示总体过滤器响应,而不是单个过滤器部分响应。此对话框允许您更改显示配置以查看部分。
若要查看每个滤波器部分的幅度响应,请选择个人部分.
点击应用更新筛选器设计器以显示每个筛选器部分的响应。分析区域发生变化,显示如下图所示。
如果将滤波器设计器切换为显示滤波器相位响应(通过选择分析>相响应),您将看到分析区域中每个滤波器部分的相位响应。
要定义自己的部分显示,可以使用用户定义的选项并输入要显示的节索引向量。现在您可以看到第一部分响应的显示,以及第一、第二和第三部分响应的累积:
选择用户定义的启用对话框中的文本输入框。
进入单元格数组
{1, 1:3}
若要指定过滤器设计器,应显示过滤器的第一个部分的响应和前三个部分的累计响应。
要应用新的SOS视图选择,请单击应用或好吧(关闭SOS视图对话框)。
在滤波器设计器分析区域,您可以看到两条曲线——一条是第一个滤波器部分的响应,另一条是第1、2和3部分的组合响应。
导入和导出量化滤波器
概述和结构
当您将量化筛选器导入筛选器设计器,或将量化筛选器从筛选器导出到工作区时,导入和导出函数使用对象,并且您将筛选器指定为变量。这与导入和导出非量化滤波器形成对比,在非量化滤波器中,您选择滤波器结构并输入滤波器传递函数的滤波器分子和分母。
您可以选择将量化过滤器导出到MATLAB工作区,将它们导出到文本文件,或将它们导出到mat文件。
有关在过滤器设计器中导入和导出过滤器的一般信息,请参阅导入过滤器设计,导出过滤器设计.
过滤器设计器导入具有以下结构的量化过滤器:
直接形式I
直接形式二
直接形式I的转置
直接形式II的转置
直接形式对称FIR
直接形成反对称FIR
晶格allpass
晶格基于“增大化现实”技术
晶格MA最小相位
晶格MA最大相位
晶格ARMA
晶格coupled-allpass
晶格耦合全通功率互补
导入量化滤波器
在MATLAB工作空间中设计或打开量化滤波器后,滤波器设计器允许您导入滤波器进行分析。按照以下步骤导入过滤器到过滤器设计器:
请注意
如果在任何过滤器设计器会话期间,您切换到量化模式并创建了一个定点过滤器,过滤器设计器将保持在量化模式。如果导入双精度过滤器,过滤器设计器将应用最新的量化参数自动量化导入的过滤器。
当您检查导入筛选器的当前筛选器信息时,它将指示筛选器为来源:进口(量化)
即使您没有导入量化过滤器。
导出量化滤波器
为了保存过滤器设计,过滤器设计器允许您将量化的过滤器导出到MATLAB工作空间(或者您可以在过滤器设计器中保存当前会话)。当您选择通过导出来保存量化过滤器时,您可以选择以下选项之一:
将系数、对象或系统对象导出到工作区。您可以将过滤器保存为过滤器系数变量或过滤器系统对象™变量。
将过滤器保存到MATLAB工作区:
选择出口从文件菜单。的出口对话框。
选择
工作空间
从出口到列表。从出口的列表中,选择以下选项之一:
选择
系数
保存滤波器系数。选择
系统对象
将过滤器保存在过滤器系统对象中。
的
系统对象
当“系统”对象不支持当前过滤器结构时,“选项”不会出现在下拉列表中。金宝app指定一个变量名:
对于系数,使用分子而且分母选择下变量名.
对象中的变量名离散滤波器选择。
如果工作区中有名称相同的变量,并且希望覆盖它们,请选择覆盖变量盒子。
点击出口.
不要尝试将筛选器导出到工作区中存在的变量名而不进行选择覆盖变量,在上一步中。如果这样做,筛选器设计器将停止导出操作。该工具返回一个警告,提示您指定为量化筛选器名称的变量已经存在于工作空间中。
若要继续将筛选器导出到现有变量,请单击好吧无视警告。
然后选择覆盖变量复选框,然后单击出口.
导出过滤器系数为文本文件。要将量化过滤器保存为文本文件,请遵循以下步骤:
选择出口从文件菜单。
选择
文本文件
下出口到.点击好吧命令,导出筛选器并关闭对话框。点击应用方法导出筛选器,而不关闭出口对话框。点击应用使您可以将量化筛选器导出到多个名称,而无需离开出口对话框。
的导出过滤器系数到文本文件对话框。这是标准的微软Windows®保存文件对话框。
选择或输入文本文件的文件夹和文件名,单击好吧.
过滤器设计器将量化过滤器导出为带有您提供的名称的文本文件,MATLAB编辑器打开,显示要编辑的文件。
导出过滤器系数作为一个mat文件。要将量化过滤器保存为mat文件,请遵循以下步骤:
选择出口从文件菜单。
选择
MAT-file
下出口到.为筛选器分配一个变量名。
点击好吧命令,导出筛选器并关闭对话框。点击应用方法导出筛选器,而不关闭出口对话框。点击应用使您可以将量化筛选器导出到多个名称,而无需离开出口对话框。
的导出滤镜系数到mat文件对话框。此对话框是标准的Microsoft Windows保存文件对话框。
选择或输入文本文件的文件夹和文件名,单击好吧.
过滤器设计器将量化过滤器导出为具有指定名称的mat文件。
生成MATLAB代码
生成MATLAB代码文件>生成MATLAB代码菜单。这个菜单有这些选项:
过滤器设计功能(带系统对象)
该选项生成一个System对象。当系统对象不支持当前筛选器时,该选项将被禁用。金宝app
数据过滤功能(带系统对象)
该选项生成MATLAB代码,使用当前过滤器设计过滤输入数据。MATLAB代码已准备好转换为C/ c++代码使用
codegen
命令。当系统对象不支持当前筛选器时,此选项将被禁用。金宝app
导入XILINX系数(.COE)文件
将XILINX .COE文件导入过滤器设计器
您可以导入XILINX系数(。coe
)文件导入过滤器设计器,直接使用导入的过滤器系数创建量化过滤器。
使用导入文件功能:
选择文件>进口过滤器来自XILINX系数(.COE)文件在过滤器设计器中。
在从XILINX系数(.COE)文件导入过滤器对话框中,找到并选择。
coe
文件导入。点击开放关闭对话框并启动导入过程。
滤波器设计器导入系数文件,并创建一个量化的、单节的、直接形式的FIR滤波器。
使用过滤器设计器转换过滤器
过滤器设计器的过滤器转换功能
工具箱提供了在各种表单之间转换过滤器的函数。安装工具箱后使用筛选器设计器时,侧栏按钮和菜单栏选项可使您使用变换滤波器面板转换过滤器以及使用命令行功能。
从筛选器设计器菜单栏上的选择-转换-您可以将低通FIR和IIR滤波器转换为各种通带形状。
您可以转换您的FIR滤波器从:
低通到低通。
低通转为高通。
对于IIR过滤器,您可以从以下转换:
低通到低通。
低通转为高通。
低通到带通。
低通到带挡。
当你点击变换滤波器按钮,,在侧边栏,变换滤波器面板在过滤器设计器中打开,如下所示。
你的选择原始过滤器类型参考当前要转换的筛选器的类型。如果您选择低通,您可以将您的低通滤波器转换为另一个低通滤波器或高通滤波器,或许多其他滤波器格式,真实的和复杂的。
请注意
当您的原始滤波器是FIR滤波器时,FIR和IIR转换的滤波器类型选项都将出现在转换滤波器类型列表。这两个选项都是有效的,因为您可以将IIR转换应用到FIR过滤器。如果您的源是IIR过滤器,则只有IIR转换后的过滤器选项显示在列表中。
原始过滤器类型
从列表中选择要转换的过滤器的幅值响应。您的选择将更改可以转换到的筛选器类型。例如:
当你选择低通滤波器使用IIR过滤器,转换后的过滤器类型可以是
低通滤波器
高通滤波
带通
Bandstop
多波段
带通(复杂的)
Bandstop(复杂的)
多波段(复杂的)
当你选择低通滤波器使用FIR滤波器,转换后的滤波器类型可以是
低通滤波器
低通滤波器(杉木)
高通滤波
高通(FIR)窄带
高通(FIR)宽带
带通
Bandstop
多波段
带通(复杂的)
Bandstop(复杂的)
多波段(复杂的)
在下表中,您可以看到每个可用的原始过滤器类型以及可以将原始过滤器转换为的所有过滤器类型。
最初的过滤器 |
可用的转换过滤器类型 |
---|---|
低通滤波器冷杉 |
|
低通滤波器信息检索 |
|
高通的冷杉 |
|
高通的信息检索 |
|
带通冷杉 |
|
带通信息检索 |
带通 |
Bandstop冷杉 |
|
Bandstop信息检索 |
Bandstop |
还要注意,变换选项取决于您的原始过滤器是FIR还是IIR。从FIR过滤器开始,您可以转换为IIR或FIR形式。使用IIR原始过滤器,您只能使用IIR目标过滤器。
选择响应类型后,使用变换频率点在原始滤波器中指定幅值响应点,以转移到目标滤波器。您的目标滤波器继承原始滤波器的性能特征,例如通带波纹,同时更改为新的响应形式。
变换频率点
在此字段中输入的频率点在震级响应曲线上标识一个震级响应值(以dB为单位)。
中输入频率值时指定所需的频率位置选项,频率转换尝试将转换滤波器的幅值响应设置为您在此字段中输入的频率点标识的值。
虽然可以输入任何位置,但通常应该指定滤波器通带或阻带边缘,或者通带或阻带中的值。
的变换频率点在您输入的值处设置幅度响应指定所需的频率位置.指定一个位于阻带边缘或通带边缘的值。
例如,如果要从高通滤波器创建带通滤波器,则转换算法将转换滤波器的幅值响应设置在指定所需的频率位置与的响应相同变换频率点价值。这样你就得到了一个带通滤波器,它在低频和高频位置的响应是相同的。注意它们之间的通带是未定义的。在接下来的两张图中,您可以看到原始高通滤波器和转换后的带通滤波器。
有关转换过滤器的更多信息,请参见数字频率变换.
转换过滤器类型
从列表中选择目标过滤器的震级响应。转换后的过滤器类型的完整列表如下:
低通滤波器
低通滤波器(杉木)
高通滤波
高通(FIR)窄带
高通(FIR)宽带
带通
Bandstop
多波段
带通(复杂的)
Bandstop(复杂的)
多波段(复杂的)
类上的所有筛选器类型都可使用转换后的所有筛选器类型原始过滤器类型列表。您只能将带通滤波器转换为带通滤波器。或者带阻滤波器到带阻滤波器。或者IIR滤波器到IIR滤波器。
指定所需频率位置
输入的频率点变换频率点匹配一个震级响应值。在这里输入的每一个频率上,变换都试图使幅值响应与你的变换频率点价值。
虽然可以输入任何位置,但通常应该指定滤波器通带或阻带边缘,或者通带或阻带中的值。
有关转换过滤器的更多信息,请参见数字频率变换.
变换过滤器。要转换滤波器的幅值响应,请使用变换滤波器侧边栏上的选项。
设计或导入过滤器到过滤器设计器。
点击变换滤波器,在侧边栏。
筛选器设计器打开变换滤波器过滤器设计器中的面板。
从原始过滤器类型列表中,选择要转换的筛选器的响应形式。
选择类型时,是否为低通滤波器,高通滤波,带通,或bandstop,过滤器设计者识别您的过滤器形式是FIR还是IIR。控件上的筛选器类型选择和筛选器表单,筛选器设计器可以调整转换滤波器类型列表,仅显示应用于原始筛选器的内容。
输入转换值的频率点变换频率点.请注意,您输入的值必须以千赫为单位;例如100hz输入0.1,1500hz输入1.5。
从转换滤波器类型列表中,选择要转换到的筛选器类型。
您的过滤器类型选择将更改此处的选项。
当您选择low - pass或high - pass筛选器类型时,在中输入一个值指定所需的频率位置.
当您选择带通或带阻滤波器类型时,您输入两个值-一个在指定所需的低频位置还有一个指定所需的高频位置.您的值定义通带或阻带的边。
在选择多频带滤波器类型时,将值作为向量中的元素输入指定所需频率位置的向量-每个所需位置对应一个元素。您的值定义了通带和止带的边。
点击之后变换滤波器,过滤器设计器转换过滤器,显示新过滤器的幅值响应,并更新当前过滤器信息告诉你你的滤镜已经被变换了。在筛选器信息中源是改变了.
例如,这里显示的图包括两个滤波器的幅度响应曲线。原始滤波器是一个低通滤波器,滚降介于0.2到0.25之间。转换后的滤波器为低通滤波器,滚降域在0.8 ~ 0.85之间。
为了证明选择的效果窄带高通滤波或宽带高通滤波,下图为源低通滤波器转换为窄带和宽带高通滤波器后的幅值响应曲线。为了进行比较,还显示了原始滤波器的响应。
对于窄带情况,转换算法本质上是反转幅度响应,就像反射周围的曲线y-轴,然后将曲线向右平移,直到原点位于x设在。经过反射和平移后的高频通带与原滤波器低频通带相反,具有相同的滚转和纹波特性。
在滤波器设计器中设计多速率滤波器
简介
您不仅可以从MATLAB命令提示符设计多速率过滤器,过滤器设计器在图形用户界面工具中提供相同的设计功能。通过启动滤波器设计器并切换到多速率滤波器设计模式,您可以访问工具箱中的所有多速率设计功能—抽取器、插值器和分数速率更改滤波器等等。
切换滤波器设计器到多速率滤波器设计模式
滤波器设计器中的多速率滤波器设计模式允许您指定和设计广泛的多速率滤波器,包括抽取器和插值器。
打开过滤器设计器,单击创建一个多速率过滤器,在侧边栏。过滤器设计器切换到显示多速率过滤器设计选项的设计模式。下图所示是默认的多速率设计配置,它设计了一个插值因子为2的插值滤波器。本设计在滤波器设计器中使用了现有的FIR滤波器。
当滤波器设计器中的当前滤波器不是FIR滤波器时,多速率滤波器设计面板将删除使用电流FIR滤波器选项,并选择使用默认的Nyquist FIR滤波器选项,而不是作为默认设置。
多速率设计面板上的控件
您可以看到允许您设计各种多速率过滤器的选项。Type选项是您的起点。从此列表中选择要设计的多速率过滤器。根据您的选择,其他选项将更改以提供指定筛选器所需的控件。
请注意设计面板的各个部分。左边是过滤器类型区域,在这里您可以选择多速率过滤器的类型来设计和设置过滤器的性能规格。
在中心部分过滤器设计器提供选项,让您选择要使用的过滤器设计方法。
最右边的部分提供了选择时控制筛选器配置的选项级联积分器梳如中心部分的设计方法。这两个杀害多人者
类型和插入器
类型筛选器允许您使用级联积分器梳选择设计多速率过滤器。
当您切换到多速率过滤器设计模式时,以下是所有可用的选项。列出的每个选项都包含了该选项在使用时的功能的简要描述。
选择并配置筛选器
选项 |
描述 |
---|---|
类型 |
指定要设计的多速率筛选器的类型。选择
|
插值因子 |
使用上下控制箭头指定要应用于信号的插值量。因子范围在2以上。 |
大量毁灭的因素 |
使用上下控制箭头指定要应用于信号的抽取量。因子范围在2以上。 |
采样频率 |
这里没有设置。只是单位而且Fs在下面。 |
单位 |
指定是否Fs中指定的 |
Fs |
中指定的频率单位设置满量程采样频率单位.当你选择 |
设计你的过滤器
选项 |
描述 |
---|---|
使用电流FIR滤波器 |
指导滤波器设计者使用当前的FIR滤波器来设计多速率滤波器。如果当前筛选器是IIR表单,则不能选择此选项。不能用IIR结构设计多速率滤波器。 |
使用默认的Nyquist FIR滤波器 |
当滤波器设计器中的当前滤波器不是FIR滤波器时,告诉滤波器设计器使用默认的Nyquist设计方法。 |
级联积分梳(CIC) |
使用多速率设计面板右侧区域提供的选项设计CIC滤波器。 |
保持插值器(零阶) |
在设计插值器时,可以指定滤波器如何在信号值之间设置插值值。选择此选项时,插值器将对每个插值值应用最近的信号值,直到处理下一个信号值。这类似于采样-保留技术。与线性内插程序选择。 |
线性插值器(一阶) |
在设计插值器时,可以指定滤波器如何在信号值之间设置插值值。当您选择此选项时,插值器在信号值之间应用线性插值来设置插值值,直到它处理下一个信号值。与线性内插程序选择。 |
为了了解保持插值和线性插值的区别,下图给出了三种形式的正弦波信号s1:
图中最上面的子图是没有插值的信号s1。
中间的子图显示信号s1由线性插值器插值系数为5。
下面的子图显示了信号s1由一个插值因子为5的保持插值器插值。
你可以在下图中看到保持插值的样本和保持性质,以及线性插值器应用的一阶线性插值。
设计CIC过滤器的选项 |
描述 |
---|---|
微分延迟 |
设置CIC滤波器的差分延迟。通常值为1或2是合适的。 |
节数 |
指定CIC十进制数中的节数。默认的节数是2,范围是任何正整数。 |
设计一个分数速率转换器。为了介绍在滤波器设计器中设计多速率滤波器的过程,本例使用选项设计一个分数速率转换器,该转换器使用7/3作为分数速率。通过在滤波器设计器中创建一个默认的低通FIR滤波器开始设计。您不必从这个FIR过滤器开始,但是默认过滤器工作得很好。
启动过滤器设计器。
方法选择最小阶低通FIR滤波器的设置
Equiripple
设计方法。当滤波器设计器显示滤波器的幅值响应时,单击在侧边栏。过滤器设计器切换到多速率过滤器设计模式,显示多速率设计面板。
若要设计分数速率过滤器,请选择
Fractional-rate转换器
从类型列表。的插值因子而且大量毁灭的因素选项变得可用。在插值因子,用向上箭头将插值因子设置为
7
.用向上的箭头大量毁灭的因素,设置
3.
作为抽取因子。选择
使用默认的Nyquist FIR滤波器
.你也可以设计带有电流FIR滤波器的速率转换器。输入24000进行设置Fs.
点击创建多速率过滤器.
设计完过滤器后,过滤器设计器返回中显示的新过滤器的规格当前过滤器信息,表示滤波器的幅值响应。
您可以通过将其导出到工作区并使用它来过滤信号来测试过滤器。有关导出筛选器的信息,请参见导入和导出量化滤波器.
设计一个用于8位输入/输出数据的CIC Decimator。你可以在滤波器设计器中设计的另一种滤波器是级联积分器梳状滤波器。过滤器设计器提供配置CIC所需的选项,以满足您的需求。
启动滤波器设计器并设计默认FIR低通滤波器。此时设计过滤器是一个可选步骤。
通过单击将过滤器设计器切换到多速率设计模式在侧边栏。
为类型中,选择
杀害多人者
,并设置大量毁灭的因素来3.
.若要使用CIC实现设计抽取器,请选择级联积分器梳.这将启用面板右侧的与cic相关的选项。
“差动延迟”设置为“2”。一般来说,1或2是比较好的值。
输入
2
为节数.点击创建多速率过滤器.
Filter Designer设计滤波器,在分析区域显示震级响应,并更新当前滤波器信息,以显示您设计了一个具有两个部分的十阶级联积分器梳状抽取器。请注意,源是Multirate Design,这表明您在过滤器设计器中使用了Multirate设计模式来制作过滤器。过滤器设计器现在应该是这样的。
设计其他多速率过滤器遵循相同的模式。
若要设计其他多速率滤波器,请根据要设计的滤波器执行以下操作之一:
要设计插补器,请选择以下选项之一。
使用默认的Nyquist FIR滤波器
级联积分器梳
保持插值器(零阶)
线性插值器(一阶)
要设计小数,请从以下选项中进行选择。
使用默认的Nyquist FIR滤波器
级联积分器梳
若要设计分数率转换器,请选择使用默认的Nyquist FIR滤波器.
量化多速率滤波器
在滤波器设计器中设计多速率滤波器后,量化特性使您能够将浮点多速率滤波器转换为定点算法。
请注意
CIC过滤器总是固定的。
使用多速率过滤器作为过滤器设计器中的当前过滤器,您可以量化过滤器并使用量化选项指定过滤器使用的定点算法。
量化和配置多速率过滤器。按照以下步骤将多速率过滤器转换为定点算法并设置定点选项。
设计或导入您的多速率过滤器,并确保它是过滤器设计器中的当前过滤器。
单击量化参数设置按钮在侧栏上。
从过滤算法列表,选择
定点
.如果您的过滤器是CIC过滤器,则定点
选项默认启用,无需设置此选项。在量化窗格中,设置筛选器的选项。为以下选项设置系数,输入/输出,过滤器内部.
点击应用.
当您当前的过滤器是CIC过滤器时,选项上的输入/输出而且过滤器内部窗格更改为CIC过滤器提供特定功能。
输入/输出。下表中列出了指定CIC过滤器如何使用输入和输出值的选项。
选项名称 |
描述 |
---|---|
输入字长 |
设置用于表示筛选器输入的单词长度。 |
输入分数长度 |
设置用于解释输入值以进行筛选的分数长度。 |
输入范围(+/-) |
允许您设置输入表示的范围。用这个代替输入分数长度选项设置精度。当输入x时,取值范围为-x ~ x,取值范围必须为正整数。 |
输出字长 |
设置用于表示筛选器输出的单词长度。 |
避免溢出 |
指示过滤器设置输入的分数长度,以防止输出值超过由单词长度定义的可用范围。清除此选项可以设置输出分数长度. |
输出分数长度 |
设置用于表示筛选器输出值的分数长度。 |
输出范围(+/-) |
允许您设置输出所代表的范围。用这个代替输出分数长度选项设置精度。当输入x时,取值范围为-x ~ x,取值范围必须为正整数。 |
属性时,可用选项也会发生变化过滤精度设置。从完整的
来指定所有
通过启用更多的输入和输出字选项来增加控制。
过滤器内部。使用CIC过滤器作为当前过滤器,将过滤精度选项过滤器内部窗格包括用于控制过滤字和分数长度的模式。
的四种使用模式(与您为FilterInternals
在MATLAB提示符在CIC滤波器中的属性)。
完整的
-所有单词和分数长度设置为B马克斯+ 1,叫做Baccum.这是默认值。最小分段字长
—将分段字长设置为满足舍入噪声和输出要求的最小值。指定字长
—启用分段字长选项,您可以为每个部分输入单词长度。输入一个标量以对每个部分使用相同的值,或者输入一个值的向量,每个部分使用一个值。指定所有
—启用截面分数长度选项,除了分段字长.现在,您可以为每个部分提供单词和分数长度,同样使用标量或值向量。
将多相滤波器的各个相位系数导出到工作空间
在滤波器设计器app中设计完多相滤波器后,可以通过以下方法获得滤波器的各个相位系数:
将过滤器导出到MATLAB工作区中的对象。
利用多相法建立滤波器系数矩阵。
将多相滤波器导出到对象。要将多相滤波器导出到MATLAB工作区中的对象,请完成以下步骤。
在滤镜设计器中,打开文件菜单和选择出口…….这将打开用于导出过滤器系数的对话框。
在“导出”对话框中,为出口到中,选择工作空间.
为出口的中,选择对象.
(可选)变量名,输入多重速率的过滤器将在MATLAB工作区中创建的对象。
单击出口按钮。多速率过滤器对象,
嗯
在本例中,出现在MATLAB工作区中。
使用多相法创建系数矩阵。要创建过滤器系数的矩阵,请输入p =多相(Hm)
在命令行。的多相
方法创建一个矩阵,p
,为来自过滤对象的过滤系数,嗯
.每行p
由单个相位子滤波器的系数组成。第一行包含第一相子滤波器的系数,第二行包含第二相子滤波器的系数,依此类推。
实现过滤器为金宝app子系统模块
简介
在过滤器设计器中设计或导入过滤器后,实现模型特性允许您创建实现过滤器的Simulink子系统块。金宝app生成的滤波器子系统块使用来自DSP系统工具箱库的数字滤波器块,或Simulink中的延迟、增益和和块。金宝app如果您没有定点设计器许可证,过滤器设计器仍然使用Simulink中的定点模式块实现模型,但是您不能在Simulink中运行任何包含过滤器子系统块的模型。金宝app
关于滤波器设计器中的实现模型面板
若要访问“实现模型”面板以及将量化过滤器实现为Simulink子系统块的选项,请单击,将过滤器设计器切换为实现模型模式金宝app在侧边栏。
下面的面板显示了用于配置过滤器设计器如何将过滤器实现为Simulink块的选项。金宝app
有关这些参数的信息,请参见过滤器实现向导块引用页。
使用过滤器设计器实现一个过滤器。在滤波器设计器中的量化滤波器以您想要的方式执行后,具有所需的相位和幅度响应,并具有正确的系数和形式,按照以下步骤将滤波器实现为可在Simulink模型中使用的子系统。金宝app
点击实现模型在侧栏上更改筛选器设计器以实现模型模式。
从目的地列表下模型,选择其中之一:
当前的模型
-将实现的过滤器子系统添加到您的当前模型新模型
-打开一个新的Simulink模金宝app型窗口,并将您的过滤器子系统添加到新窗口
中为您的新筛选子系统提供一个名称的名字字段。
选择是否用这个新块覆盖现有块,并选择或清除覆盖生成的' Filter '块复选框。
选择使用基本元素构建模型复选框以将过滤器实现为子系统块,该子系统块由Sum、Gain和Delay块组成。
选择或清除要应用的优化。
优化为零增益-从模型实现中移除零增益块
优化统一增益-将单位增益块替换为与相邻块的直接连接
优化负增益-通过在最近的和块上更改符号来替换负增益块
优化延迟链-将级联的延迟块替换为产生等效增益的单个延迟块
优化统一尺度值-从过滤器结构中删除所有比例值乘以1
点击实现模型根据您所选择的设置来实现作为子系统块的量化过滤器。
如果双击筛选器设计器创建的筛选器块子系统,您将看到以Simulink模型形式出现的筛选器实现。金宝app根据您在实现过滤器时所选择的选项,以及您开始时使用的过滤器,您可能会看到一个或多个部分,或者基于量化过滤器形式的不同架构。从这一点开始,子系统筛选器块就像您在Simulink模型中使用的任何其他块一样。金宝app