filterBuilder

filterBuilderは,フィルターの作成に使用するユーザーインターフェイスを起動します。filterBuilderでは,仕様に基づいたアプローチを使用して,希望する応答に最適なアルゴリズムを見つけます。指定した設計から仿金宝app真软件ブロックを作成することもできます。

filterBuilderを使用してIIRローパスフィルターブロックの設計を開始するには,コマンドfilterBuilder (lp)を実行します。[ローパス設計]ダイアログボックスが開きます。

バタワースフィルター

カットオフ周波数が5kHzの8次バタワースローパスフィルターを設計します。サンプルレートは44.1KHzとします。

[インパルス応答)を(IIR)、(次数モード]を[指定]、[次数]を［8］に設定します。カットオフ周波数を指定するには,[周波数制約]を[電力半値(3 dB)周波数)に設定します。周波数を赫兹単位で指定するには,[周波数単位]を(赫兹)、(入力サンプルレート]を[44100]、[電力半値(3 dB)周波数)を[5000]に設定します。[設計法]を[バタワース]に設定します。

[適用]をクリックします。フィルターの周波数応答を可視化するには,[フィルター応答の表示)をクリックします。フィルターは最大フラットとなります。通過帯域または阻止帯域にリップルはありません。フィルター応答は仕様マスク(赤の点線)の範囲内にあります。

この設計からブロックを生成してモデルで使用します。モデルex_iir_designを開きます。フィルタービルダーで,[コード生成)タブの[モデルの生成)をクリックします。(金宝app仿真软件にエクスポート]ウィンドウで,[ブロック名)を(黄油)、[保存先]を[現在]と指定します。遅延やゲインなどの基本要素を使用してブロックを作成するかDSP系统工具箱™のいずれかのフィルターブロックを使用するかを選択することもできます。この例ではフィルターブロックを使用します。

[モデルの実現]をクリックして仿金宝app真软件ブロックを生成します。このブロックの入力端子と出力端子をex_iir_designモデルのソースまたはシンクのブロックに接続できます。

このモデルでは,44.1kHzでサンプリングされるノイズを含む正弦波がフィルターを通過します。この正弦波は,ゼロ平均で分散105のガウスノイズの影響を受けています。モデルを実行します。スペクトルアナライザーのビューに元の信号とフィルター処理された信号が表示されます。

チェビシェフ我型フィルター

次に,チェビシェフ我型フィルターを設計します。チェビシェフ我型設計では,通過帯域を制御できます。阻止帯域にはリップルはありません。リップルを大きくすると,急峻なロールオフが得られます。このモデルでは,ピーク ツー ピーク リップルは 0.5 dB と指定されています。

フィルタービルダーの[メイン]タブで次のように設定します。

[適用]をクリックし,[フィルター応答の表示)をクリックします。

通過帯域にズームインすると,リップルが[-0.5,0]dBの範囲に制約されていることがわかります。

バタワースフィルターと同様に,[コード生成)タブで[モデルの生成)をクリックしてから[モデルの実現]をクリックすると,この設計からブロックを生成できます。

チェビシェフII型フィルター

チェビシェフII型設計では,阻止帯域の減衰量を制御できます。通過帯域にはリップルはありません。阻止帯域の減衰を小さくすると,急峻なロールオフが得られます。この例では,阻止帯域の減衰量は80dBです。フィルタービルダーの[メイン]タブで次のように設定し,[適用]をクリックします。

[フィルター応答の表示)をクリックします。

この設計からブロックを生成するには,[コード生成)タブで[モデルの生成)をクリックし,[モデルの実現]をクリックします。

楕円フィルター

楕円フィルターは,阻止帯域と通過帯域の両方でリップルを使用できるので,前の設計と比較して急峻なロールオフを提供できます。この動作を示すために,チェビシェフ設計で指定したものと同じ通過帯域と阻止帯域の特性を使用します。フィルタービルダーの[メイン]タブで次のように設定し,[適用]をクリックします。

この設計からブロックを生成するには,[コード生成)タブで[モデルの生成)をクリックし,[モデルの実現]をクリックします。

最小次数設計

通過帯域と阻止帯域を周波数と許容可能なリップルの量の観点から指定するには,最小次数設計を使用します。例として,バタワースフィルターの(次数モード]が[最小値]に設定されていることを確認し,[設計法]を[バタワース]に設定します。通過帯域と阻止帯域の周波数を0.1 * 22050赫兹および0.3 * 22050赫兹に設定し,通過帯域リップルと阻止帯域の減衰量を1dBおよび60dBにそれぞれ設定します。この仕様をバタワース設計で満たすには,7次のフィルターが必要です。他の設計法で同じアプローチに従うと,チェビシェフ我型およびチェビシェフII型の設計では5次のフィルターが必要であることを確認できます。楕円設計では4次のフィルターで十分です。

次の図は7次バタワースフィルターの振幅応答を示しています。

この7次バタワース設計の極——零点プロットでは,7つの極の想定クラスタリングが単位円上の0ラジアンの角度の周りに表示され,対応する7つの零点がπラジアンの角度にあります。

低通滤波器ブロック

フィルタービルダーの代わりに,金宝app仿真软件モデルで低通滤波器ブロックを使用することもできます。低通滤波器ブロックでは,設計と実装の段階が1つのステップにまとめられます。フィルターの係数の設計には楕円法が使用され,最小次数とカスタム次数の設計が可能です。

ex_lowpassモデルでは,44.1kHzでサンプリングされるノイズを含む正弦波信号のフィルター処理に低通滤波器ブロックが使用されています。スペクトルアナライザーに元の信号とフィルター処理された信号が表示されます。

模型=“ex_lowpass”；open_system(模型);set_param(模型,“StopTime”，“1024/44100 * 1000”) sim(模型);

低通滤波器ブロックを使用すると,バタワースフィルターおよびチェビシェフフィルターに任意の近傍で近似するフィルターを設計できます。チェビシェフ我型フィルターを近似するには,阻止帯域の減衰量を任意に大きくします(180dBなど)。チェビシェフII型フィルターを近似するには,通過帯域リップルを任意に小さくします(1的军医など)。バタワースフィルターを近似するには,阻止帯域の減衰量を任意に大きくし,通過帯域リップルを任意に小さくします。

可变带宽IIR滤波器ブロック

実行時にカットオフ周波数を変更可能なフィルターを設計することもできます。その場合は可变带宽IIR滤波器ブロックを使用します。このブロックを使用したモデルについては,Simulink中噪声输入的可调低通滤波金宝appの例を参照してください。