主要内容

过滤器设计器简介

这个例子展示了如何使用Filter Designer作为命令行过滤器设计函数的一个方便的替代方法。

过滤器设计器是信号处理工具箱中一个功能强大的图形用户界面(GUI)™ 用于设计和分析滤波器。

Filter Designer使您能够通过设置滤波器性能规格,通过从MATLAB®工作空间导入滤波器,或通过添加、移动或删除极点和零,快速设计数字FIR或IIR滤波器。Filter Designer还提供了分析滤波器的工具,如幅值和相位响应图和极点-零图。

开始

类型过滤器设计者在MATLAB命令提示下:

>>过滤器设计者

A.每日小贴士对话框显示,其中包含使用过滤器设计器的建议。然后,GUI显示默认过滤器。

GUI有三个主要区域:

  • “当前过滤信息”区域

  • 过滤器显示区域和

  • 设计小组

GUI的上半部分显示关于过滤器规范和当前过滤器响应的信息。左上方的“当前筛选器信息”区域显示筛选器属性,即筛选器结构、顺序、使用的区段数量以及筛选器是否稳定。它还提供了对Filter管理器的访问,以使用多个过滤器。

在右上方的Filter Display区域,显示了各种各样的Filter响应,例如,幅度响应,组延迟和Filter系数。

GUI的下半部分是过滤器设计器的交互部分。设计面板的下半部分是您定义过滤器规格的地方。它控制其他两个上面区域显示的内容。通过使用侧栏按钮,可以在下半部分显示其他面板。

该工具包括上下文相关帮助。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。

设计一个滤波器

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,衰减大于或等于奈奎斯特频率50%的频率。我们将使用FIR Equiripple滤波器具有以下规格:

  • 通带衰减1 dB

  • 阻带衰减80 dB

  • 通频带频率0.2[归一化(0到1)]

  • 阻带频率0.5[归一化(0到1)]

为了实现这个设计,我们将使用以下规范:

1.选择低通滤波器从下面的下拉菜单响应类型等波纹在下面冷杉设计方法.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.选择指定顺序过滤器订单区域和入口30

3.FIR等波纹滤波器具有密度因子控制频率网格密度的选项。增加该值将创建更接近理想等波纹滤波器的滤波器,但随着计算的增加,需要更多时间。将该值保留为20。

4.选择标准化(0到1)在单位下拉菜单中频率规格地区

5.进来0.2对于wpass0.5对于wstop频率规格地区

6.WpassWstop,在震级规格面积是正权值,每个频带一个,用于FIR Equiripple滤波器的优化。保持这些值为1。

7.设置设计规范后,单击设计滤波器按钮来设计过滤器。

计算系数后,滤波器的幅值响应显示在滤波器分析区域。

查看其他分析

设计过滤器后,通过单击工具栏上的任何按钮,可以在显示窗口中查看以下过滤器分析:

按从左到右的顺序,按钮为

  • 震级响应

  • 相位响应

  • 幅值和相位响应

  • 群延迟响应

  • 相位延迟响应

  • 脉冲响应

  • 阶跃响应

  • Pole-zero情节

  • 滤波器系数

  • 过滤信息

变换轴单位

您可以通过鼠标右键单击轴标签并选择所需的单位来更改x轴或y轴单位。当前的单位有一个检查标记。

标记数据点

在显示区域中,您可以单击绘图中的任何点以添加数据标记,该标记将显示该点的值。右键单击数据标记将显示一个菜单,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,我们将尝试使用最低订购量选项在设计面板中。

更改中的选择过滤器订单最低订购量在设计区域中,并保持其他参数不变。

单击设计滤波器按钮设计新的过滤器。

正如你在“当前过滤信息”区域看到的,过滤顺序从30减少到16,波纹的数量减少,过渡宽度变宽。通带和阻带的规格仍然满足设计标准。

改变分析参数

通过右键单击绘图并选择Analysis Parameters,可以显示一个对话框,用于更改特定于分析的参数。(也可以在“分析”菜单中选择“分析参数”。)

要将显示的参数保存为默认值,请单击保存为默认.要恢复matlab定义的默认值,请单击恢复原始默认值

出口过滤器

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工作空间

  • 垫锉

  • 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,可以将过滤器导出为系数™ 也可以将过滤器导出为系统对象。

生成MATLAB文件

过滤器设计器允许您生成MATLAB代码以重新创建过滤器。这使您能够将设计嵌入现有代码或在脚本中自动创建过滤器。

选择生成MATLAB代码文件菜单,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。

下面的代码是从我们上面设计的最小顺序过滤器生成的:

量化一个过滤器

如果您已安装DSP系统工具箱™,则设置量化参数面板位于侧栏上:

您可以使用此面板对双精度滤波器进行量化和分析。使用DSP系统工具箱,您可以从双精度量化到单精度。如果您有定点设计器,您可以将滤波器量化到定点精度。请注意,您不能在滤波器中混合使用浮点和定点算法。

目标

这个目标过滤器设计器的菜单允许您生成表示过滤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)、VHDL、Verilog以及测试台(使用过滤器设计HDL编码器)™).

附加功能

过滤器设计器还集成了这些其他MathWorks的附加功能™ 产品:下载188bet金宝搏

  • DSP系统工具箱-添加高级FIR和IIR设计技术(即滤波器变换、多速率滤波器),并为滤波器生成等效块

  • 嵌入式编码器™-为Texas Instruments 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app仿真软件®-从原子Simulink块生成过滤器金宝app

另见