滤波器设计特性的概述

DSP系统工具箱™软件添加新对话框和操作模式,新菜单的选择,信号处理工具箱提供的过滤器设计师™软件。额外的对话框,一个名为设置量化参数和一个名为频率转换,您可以:

您导入一个过滤器过滤后设计师,量子化的选项对话框让你数字转换过滤器和调查各种量化设置的影响。

在频转换选项对话框让你改变滤波器的频率响应,保持各种重要特性而改变形状的响应。

使用滤波器设计DSP系统工具箱软件

DSP系统工具箱软件添加到工具套件添加了许多的滤波器设计技术来过滤设计师。使用新的滤波器响应开发过滤器满足更复杂的需求比你可以在信号处理工具箱设计软件。虽然滤波器的设计设计师作为命令行功能,提供过滤器的图形用户界面设计师使设计过程更清晰和更容易实现。

当你选择一个响应类型,选择正确的窗格在滤波器设计变化让你设置的值定义过滤器。你也看到,分析区域包含一个图表(称为设计的面具),描述了选择您选择的滤波器响应。

通过回顾面具可以看到选项是如何定义和如何使用它们。而这通常是简单的低通和高通滤波器响应,任意设置选项响应类型或峰值/开槽过滤器是更复杂的。有面具更容易让你你的结果。

改变滤波器设计方法的变化可用响应类型选项。类似地,响应类型选择可能会改变你可以选择的滤波器设计方法。

设计一个陷波滤波器

切口过滤器的目标是将一个或几个频率从一个更广泛的范围。您必须指定频率将通过设置过滤器设计适当的滤波器设计选项:

这里是如何设计一个陷波滤波器,可去除音乐会(440赫兹)从输入音乐信号频谱。

当你设计一个陷波滤波器,你没有设置过滤器秩序——的选项过滤器订单选项是禁用的。

你的过滤器应该是这样的:

对设计方法的更多信息,请参阅在线帮助系统。例如,获得进一步的信息问设置滤波器设计的陷波滤波器,输入

医生iirnotch

在命令行中。这将打开帮助浏览器和显示器的参考页面的功能iirnotch。

设计遵循一个类似的过程,其他过滤器调整每个设计都需要不同的设计规范选项。

任何一个设计可以量化滤波器的设计和分析提供分析分析菜单。

设置量化参数

量子化的过滤器属性定义如何量化数据过滤器。使用设置量化参数对话框在滤波器设计器来设置属性。使用选项设置量化参数对话框中,滤波器设计允许您执行大量的任务:

当你点击设置量化参数,然后改变过滤算法来定点,在滤波器设计量化滤波器面板打开,系数量化选项设置为默认值。

系数的选择

让你设置的属性的滤波器系数量化滤波器,滤波器设计列表选择分子字长(分母词如果你有IIR滤波器长度)。下表列出了每个系数的选择和一个简短描述的什么选项设置过滤器。

输入/输出选项

指定的选项如何量化滤波器使用输入和输出值在下表中列出。

过滤器内部选项

指定的选项如何量化滤波器在下表中列出执行算术运算。

过滤器内部选择中投过滤器

中投过滤器使用稍微不同的选项用于指定的定点算术过滤器。下表显示和描述了选项。

数字转换双精度过滤器。当你被切换到定点量化一个双精度过滤器或单精度浮点运算、遵循这些步骤。

改变量化的量子化属性过滤器。当你改变设置量化滤波器的量化,或您导入一个量子化的过滤后从你的MATLAB工作区,遵循以下步骤来设置属性值的过滤器:

分析滤波器的幅度响应估计方法

你设计和数字转换过滤器后,级响应估计选择在分析菜单允许您应用噪声滤波器加载方法。当您选择分析>级响应估计从菜单栏、过滤设计师立即开始蒙特卡洛试验形式方法和运行分析的基础,结束通过显示结果在分析区域过滤设计师。

通过噪声方法,你估计复杂的频率响应滤波器由应用噪声——像信号滤波器的输入。级响应估计使用蒙特卡罗试验来生成一个噪声信号,其中包含完整的频率范围0 - Fs含量。第一次运行分析,级响应估计使用默认设置定义流程的各种条件,如测试点的数量和试验的数量。

你的第一个分析运行结束后,打开分析参数对话框并适当地调整你的设置,如改变试验的数量或数量的点。

打开分析参数对话框中,使用的下一个程序,当你有一个量化的过滤器在过滤设计师:

无论你选择哪一个打开对话框。注意,选项的设置反映了违约。

噪声的方法应用到一个过滤器。展示级响应的估计方法,首先创建一个量子化的过滤器。对于这个示例,使用巴特沃斯滤波器设计师设计一个sixth-order IIR滤波器。

使用过滤噪音分析设计师

查看噪声功率谱。当你使用噪声方法来估计滤波器的幅度响应,滤波器设计模拟和噪音的频谱值适用于测试您的滤波器响应。虽然模拟噪声基本上是白色,你可能希望看到的实际光谱滤波器设计用来测试你的过滤器。

从分析菜单栏选项,选择舍入噪声功率谱。在分析区域过滤设计师,你看到的光谱噪声用于估计滤波器响应。噪声频谱的细节,如范围和数量的数据点,出现在分析参数对话框。

麦克莱伦的更多信息,请参阅,et al .,以计算机为基础的练习使用MATLAB信号处理5,普伦蒂斯·霍尔出版社,1998年。看到项目5:量化噪声在数字滤波器,231页。

改变你的噪声分析参数。在噪声的方法应用到一个过滤器,您使用合成白噪声估计的大小反应定点高通的巴特沃斯滤波器。因为你只跑一次估计在滤波器设计器中,噪声分析使用默认分析参数设置所示分析滤波器的幅度响应估计方法。

要更改设置,请执行以下步骤后你第一次使用量化滤波器的噪声估计。

比较估计和理论级响应

噪声的有效性的一个重要测量方法评估量化滤波器的幅度响应比较估计反应的理论回应。

这样做比较的方法之一是叠加的理论响应估计响应。当你在滤波器设计级响应估计显示,选择分析>叠加分析从菜单栏。然后选择级响应显示两个响应曲线绘制在一起分析。

选择量化滤波器的结构

滤波器设计让你改变任何量化滤波器的结构。使用转换结构选择更改你的过滤器的结构来满足您的需要。

学习改变过滤器的过滤器结构设计师,请参考将滤波器结构。

转换量化滤波器的结构

您使用转换结构选择改变滤波器的结构。当源是设计(量化)或进口(量化),转换结构让你重塑过滤器的结构:

从任何量化的过滤器,您可以转换为一个表示如下:

此外,滤波器设计允许你做以下转换:

过滤器转换为二阶节的形式

学习使用过滤器设计师将量化滤波器使用二阶部分,请参考转换成二阶部分。你可能会注意到,过滤器设计滤波器设计师,而不是你进口过滤器,SOS形式实现。

视图滤波器结构滤波器设计。打开演示中,点击帮助>显示过滤器的结构。帮助浏览器打开后,你会看到当前的参考页面过滤器。你找到这个参考滤波器结构信号流程图页面,或者你可以参考页面导航到其他过滤器。

使用二阶部分的重新排序和扩展对话框

滤波器设计提供了规模SOS过滤器在您创建它们的能力。重新排序和二阶缩放部分使用选项对话框中,滤波器设计尺度或过滤器是分子和滤波尺度缩放选项值根据你的选择。

设置让您的各种组合规模筛选分子不改变价值观,规模或调整滤波尺度值不改变分子。没有比例控制分母。

规模一个SOS过滤器

启动过程,设计一个低通椭圆滤波器在滤波器设计。

的系数显示你可以看到的影响扩展你的过滤器直接在规模和过滤系数值。

现在试着扩展过滤器在几个不同的方式。第一个过滤器规模最大化信噪比。

重新排序过滤器使用滤波器设计

最离散时间过滤器过滤设计师设计二阶部分。一般来说,SOS过滤器抵制的影响量化变化当您创建定点过滤器。后你有一个二阶节滤波器,滤波器设计,任何一个你设计的工具,或一个你进口,滤波器设计提供了能力改变这部分的顺序组合过滤器。任何SOS过滤器过滤设计器允许重新排序的部分。

重新排序的部分一个过滤器,你访问二阶部分的重新排序和扩展对话框在滤波器设计。

SOS滤波器,滤波器设计,选择编辑>重新排序和规模从菜单栏。滤波器设计返回重新排序对话框所示使用默认设置。

在这个对话框,左侧包含选项重新排序SOS过滤器。右边你会看到扩展选项。这些都是独立的——重新排序滤波器不需要扩展(注意规模选项)和扩展不需要你重新排序过滤(注意没有一个选择下重新排序)。更多关于缩放SOS过滤器,请参考尺度二阶节过滤器和规模在参考部分。

重新排序SOS过滤器包括使用该选项重新排序和扩展的二阶部分对话框。下表列出了每个重新排序选项并提供什么选项的描述。

再订购一个SOS过滤器。与滤波器设计打开一个二阶滤波器当前过滤器,您可以使用以下过程来访问你过滤的重新排序能力和重新排序。首先启动过滤设计师从命令提示符。

现在,您可以重新排序的部分过滤器。注意,对当前过滤器过滤设计师执行重新排序在会话中。

使用至少大多数选择性选择性部分重新排序。让过滤器设计师重新排序你的过滤器,这样至少选择性部分是第一和最后一部分是最挑剔,执行以下步骤重新排序和扩展的二阶部分对话框。

你看到什么重新排序,虽然结果是有点微妙。现在尝试自定义重新排序的部分最选择性过滤或使用选择性重新排序选项。

使用SOS视图对话框

因为你可以设计和重新排序的部分SOS过滤器,过滤器设计师能够查看过滤器部分在分析区域- SOS视图。一旦你有了一个二阶节滤波器作为当前过滤器在过滤设计师,你打开SOS视图选项查看过滤部分单独,或累计,甚至只有部分的部分。使SOS视图将滤波器设计模式,所有二阶节过滤器显示部分,直到你禁用SOS视图选项。SOS视图模式适用于任何分析显示在分析区域。例如,如果您配置过滤器设计师展示滤波器的相位响应,使SOS视图意味着滤波器设计显示了每个部分的相位响应的SOS过滤器。

控制SOS视图对话框

SOS视图使用几个选项来控制滤波器设计师如何显示部分,或部分显示。当您选择视图>SOS视图从滤波器设计菜单栏,你可以看到这个对话框包含选项来配置SOS视图操作。

默认情况下,SOS视图显示的总体响应SOS过滤器。在SOS视图选项对话框让你改变显示。此表列出了所有的选项,描述了影响。

查看部分SOS过滤器

之后设计或者导入一个SOS过滤器过滤设计师,SOS视图选项允许你看到每一节滤波器的性能。从视图菜单中启用SOS视图在滤波器设计配置工具来显示SOS过滤器每当当前过滤器的部分是一个SOS过滤器。

这些步骤演示使用SOS视图看到你滤波器部分显示在滤波器设计。

概述和结构

当你量化滤波器导入过滤器设计师,或出口量化滤波器从滤波器设计到您的工作区中,导入和导出功能使用对象和你指定过滤器作为一个变量。这与导入和导出nonquantized过滤器,您选择滤波器结构和输入滤波器滤波器传递函数的分子和分母。

你可以选择出口量子化的过滤器MATLAB工作区,输出文本文件,或者出口mat文件。

对于一般信息导入和导出过滤器在过滤设计,参考进口过滤器的设计,输出滤波器的设计。

进口过滤器设计师量子化的过滤器有以下结构:

进口量子化的过滤器

后你在MATLAB设计或打开一个量化滤波器工作区,滤波器设计允许您导入滤波器进行分析。按照以下步骤导入过滤器在过滤设计师:

出口量子化的过滤器

保存您的滤波器设计、滤波器设计让你出口量子化的过滤器MATLAB工作区(或者你可以保存当前会话在滤波器设计)。当你选择保存量化滤波器的输出,你选择其中一个选项:

出口系数,对象,或系统对象的工作区。您可以保存滤波器是滤波器系数变量或过滤系统™对象变量。

对MATLAB工作区保存过滤:

滤波器系数导出为文本文件。保存您的量化滤波器作为一个文本文件,遵循这些步骤:

出口作为MAT-File滤波器系数。保存您的量化滤波器MAT-file,遵循这些步骤:

XILINX .COE文件导入过滤器设计师

你可以导入XILINX系数(。coe)文件到过滤器设计师创建直接使用导入的滤波器系数量化过滤器。

使用导入文件特点:

滤波器的转换功能滤波器设计师

工具箱提供各种形式之间的转换过滤器的功能。当你使用过滤器安装了工具箱的设计,侧边栏按钮和菜单栏选项使您能够使用变换滤波器面板转换过滤器以及使用命令行功能。

从选择滤波器设计菜单栏-转换——你可以把低通FIR和IIR滤波器通频带的不同形状。

你可以将你的FIR滤波器从:

对于IIR滤波器,可以转换:

当你点击变换滤波器按钮,侧边栏,变换滤波器在滤波器设计面板打开,如下所示。

你的选择原始滤波器类型指当前过滤器的类型转换。如果你选择低通,你可以改变你的低通滤波器到另一个低通滤波器和一个高通滤波器,或许多其他过滤器格式,真正的和复杂的。

原始滤波器类型

选择滤波器的幅度响应你将从列表中。你选择改变过滤器可以变换的类型。例如:

在下表中你看到每个可用原始过滤器类型和所有类型的过滤器,你可以改变你的原创。

也要注意变换选项改变取决于原始FIR和IIR滤波器。从一个冷杉过滤器,您可以变换信息检索或冷杉形式。IIR原始滤波器,将会限制你的检索目标过滤器。

在选择你的反应类型,使用频率点改变指定大小的响应点在你的原始滤波器传输到目标滤波器。你的目标过滤继承了原始的滤波器的性能特征,如通带波纹,而改变为新的反应形式。

关于转换过滤器的更多信息,请参考频率转换为真正的过滤器和频率转换为复杂的过滤器。

频率点改变

您输入的频率点在这个领域识别级响应值(dB)级响应曲线。

当你输入的频率值指定所需的频率位置选项,频率转换试图设置转换后的滤波器的幅度响应值的确定您输入的频率点。

您可以输入任何位置时,通常你应该指定一个滤波器通带和阻带边缘,或在通带和阻带一个值。

的频率点改变设置大小反应在您输入的值指定所需的频率位置。指定一个值,在阻带的边缘或边缘的通频带。

例如,如果你创建一个从高通滤波器、带通滤波器的转换算法集转换滤波器的幅度响应指定所需的频率位置是一样的反应频率点改变价值。因此你会得到一个带通滤波器的响应在低和高频率的位置是相同的。注意它们之间的通频带是未定义的。在接下来的两个图你看原来的高通滤波器和转换后的带通滤波器。

关于转换过滤器的更多信息,请参考数字频率转换。

改变滤波器类型

选择级响应为目标从列表中过滤。改变滤波器类型的完整列表:

并不是所有类型的转换过滤器是用于所有滤波器类型最初的滤波器类型列表。你可以变换带通滤波器带通滤波器。或bandstop过滤器bandstop过滤器。或IIR滤波器的IIR滤波器。

关于转换过滤器的更多信息,请参考频率转换为真正的过滤器和频率转换为复杂的过滤器。

指定所需的频率位置

您输入的频率点频率点改变匹配级响应值。在每个频率输入,转换试图使级响应的响应识别你频率点改变价值。

您可以输入任何位置时,通常你应该指定一个滤波器通带和阻带边缘,或在通带和阻带一个值。

关于转换过滤器的更多信息,请参考数字频率转换。

变换过滤器。将滤波器的幅度响应,使用变换滤波器选择在酒吧。

介绍

不仅可以从MATLAB命令提示符设计多重速率的过滤器,过滤器的设计师提供了相同的设计能力在一个图形用户界面工具。从滤波器设计师和切换到多频滤波器设计模式你可以访问所有的多重速率的设计能力在工具箱-杀害多人者,插入器,和部分改变过滤器等等。

切换滤波器设计师多频滤波器设计模式

多频滤波器设计模式在滤波器设计器允许您指定和设计一系列多重速率的过滤器,包括杀害多人者和插入器。

与过滤器设计师打开,点击创建一个多频滤波器,侧边栏。你看到滤波器设计切换到设计模式显示多重速率的滤波器的设计选择。如下图所示是默认的多重速率的设计配置设计一个插值滤波器的插值系数2。设计采用当前冷杉过滤器在过滤设计师。

当当前过滤器的过滤器设计不是一个冷杉过滤器,消除了多频滤波器设计面板使用当前的冷杉过滤器选项,并选择使用默认的奈奎斯特冷杉过滤器选项不是默认设置。

控制多重速率的设计小组

你看到的选项允许您设计各种各样的多重速率的过滤器。类型选择是你的起点。从这个列表中选择多频滤波器设计。基于您的选择,其他选项改变提供控制你需要指定过滤器。

注意到设计面板的不同部分。左边是滤波器类型区域选择类型的多频滤波器设计和设置滤波器性能规范。

在中心部分滤波器设计提供了很多的选择,可以让你选择要使用的滤波器设计方法。

最右边的部分提供了选项控制滤波器配置当您选择Cascaded-Integrator梳(CIC)在中心部分的设计方法。这两个杀害多人者类型和插入器过滤器允许您使用类型Cascaded-Integrator梳(CIC)选择设计多重速率的过滤器。

以下是所有可用的选项,当你切换到多频滤波器设计模式。列出每个选项包括一个简短的描述当你什么选择使用它。

看到插值和线性插值的区别,下图给出了正弦波信号s1三种形式:

你看到在底部图示例并持有持有插值的本质,和一阶线性插值应用线性内插程序。

设计一个分数率转换器。介绍你使用的过程设计多重速率的过滤器在过滤设计师,这个示例使用的选项设计分率转换器使用7/3作为分率。开始通过创建一个默认的低通滤波器设计的滤波器设计。你没有开始这个冷杉过滤器,但默认过滤效果很好。

你可以测试过滤器出口到您的工作空间和使用它来过滤信号。出口信息过滤器,请参考导入和导出量子化的过滤器。

设计一个中投杀害多人者8位输入/输出数据。另一种滤波器可以设计滤波器设计师Cascaded-Integrator梳(CIC)过滤器。滤波器设计提供所需的选项来配置你的中投来满足您的需求。

其他多重速率的过滤器设计遵循相同的模式。

设计其他多重速率的过滤器,下面做一个根据过滤器设计:

数字转换多重速率的过滤器

您设计一个多重速率的过滤器过滤后设计师,量子化特性使您能够浮点多频滤波器转换为定点算术。

与你多频滤波器作为当前过滤器的过滤设计师,数字转换过滤器,可以使用量化选项指定定点算术滤波器使用。

数字转换和配置多重速率的过滤器。按照以下步骤多频滤波器转换为定点算术和设置定点选项。

目前过滤CIC滤波器时,选项输入/输出和过滤器内部窗格改变为中投提供特定功能的过滤器。

输入/输出。指定的选项你CIC滤波器使用输入和输出值在下表中列出。

可用的选项改变当你改变过滤精度设置。从完整的来指定所有增加增加控制通过使更多的输入和输出字选择。

过滤器内部。CIC滤波器作为当前过滤器,过滤精度选择在过滤器内部控制面板包括模式过滤词和部分长度。

有四种使用模式(相同的模式选择FilterInternals产权中投过滤器在MATLAB提示)。

出口各个阶段的多相滤波器系数的工作区

后设计滤波器的多相滤波器设计应用程序,您可以获得各个阶段系数的滤波器:

出口对象的多相滤波器。出口一个多相滤波器在MATLAB工作区对象,完成以下步骤。

创建一个使用多相系数矩阵的方法。创建一个矩阵滤波器的系数,输入p =多相(Hm)在命令行中。的多相方法创建一个矩阵,p滤波器系数的滤波器的对象,嗯。每一行的p由subfilter系数的一个阶段。第一行包含subfilter第一阶段的系数,第二行包含subfilter第二阶段,等等。

介绍

您设计或进口过滤器过滤后设计师,实现模型特性允许您创建一个模型子系统块实现你的过滤器。金宝app生成的滤波器子系统阻止使用要么数字滤波器块DSP系统工具箱库,或延迟,增益,并在仿真软件和块。金宝app如果你没有一个定点设计师™许可证,过滤器使用块设计师仍然意识到你的模型在定点模式从仿真软件,但是你不能运行任何过滤子系统模型,包括模型块。金宝app

滤波器的实现模型面板设计师

访问实现模型面板并选择实现量化滤波器的仿真软件子系统块,点击切换过滤器设计师意识到模型模式金宝app在侧边栏。

下面的面板显示了配置的选项如何过滤设计师实现了滤波器模型块。金宝app

这些参数的信息,请参阅上的描述滤波器实现向导块引用页面。

使用过滤器设计实现一个过滤器。量化后过滤器在过滤设计师执行你所希望的方式,与你所需相位和幅度响应,并与合适的系数和形式,遵循以下步骤实现过滤作为一个子系统中,您可以使用仿真软件模型。金宝app

如果你双击过滤块子系统由过滤器设计师,你看到过滤器实现仿真软件模型形式。金宝app根据您选择的选项,当你意识到你的过滤器,过滤你开始,你可能会看到一个或多个部分,或不同的架构基于量化滤波器的形式。从这个观点上看,子系统过滤块就像任何其他的块中所使用的仿真软件模型。金宝app