dsp.VariableBandwidthFIRFilter

可变带宽滤波器

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描述

的dsp.VariableBandwidthFIRFilter对象过滤器输入的每个通道使用数字滤波器实现。它虽然有调谐带宽的能力。

过滤输入的每个通道:

创建dsp.VariableBandwidthFIRFilter对象并设置其属性。
调用对象的参数,就好像它是一个函数。

了解更多关于系统对象是如何工作的,看到的系统对象是什么?

创建

语法

vbw = dsp.VariableBandwidthFIRFilter

vbw = dsp.VariableBandwidthFIRFilter (Name =值)

描述

vbw= dsp.VariableBandwidthFIRFilter返回一个可变带宽滤波器对象独立过滤器每个通道的输入在连续调用对象。滤波器截止频率可调谐在过滤操作。使用窗口的可变带宽滤波器设计方法。

例子

vbw= dsp.VariableBandwidthFIRFilter (名称=值)返回一个可变带宽滤波器由一个或多个指定的附加属性名称-值对参数。的名字属性名和吗价值相应的价值。例如,FilterOrder = 50设置过滤器为50。

属性

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属性,除非另有注明nontunable后,这意味着你不能改变它们的值调用对象。对象锁当你叫他们,释放函数打开它们。

如果一个属性可调在任何时候,你可以改变它的值。

改变属性值的更多信息,请参阅系统设计在MATLAB使用系统对象。

`FilterOrder`- - - - - -冷杉过滤器订单
`30.`(默认)|即使是正整数

冷杉过滤器订单,指定为正整数。这个属性是nontunable。

数据类型:双|单

`FilterType`- - - - - -类型的滤波器响应
`低通滤波器的`(默认)|`“高反差保留”`|`“带通”`|`“Bandstop”`

类型的滤波器响应,指定这些选项之一:

低通滤波器的
“高反差保留”
“带通”
“Bandstop”

`CutoffFrequency`- - - - - -滤波器截止频率
`512年`(默认)|积极的标量

滤波器截止频率,指定为一个真正的积极的标量赫兹或归一化频率的单位(因为R2023a)。

如果你设置NormalizedFrequency属性:

假——截止频率的值在赫兹。必须小于一半的价值SampleRate属性值。
真正的——截止频率的值归一化频率的单位。的值必须是一个积极的标量不到1.0。

(因为R2023a)

可调:是的

依赖关系

要启用这个特性,设置FilterType来低通滤波器的或“高反差保留”。

数据类型:双|单

`窗口`- - - - - -窗口函数
`“损害”`(默认)|`“汉明”`|`“切比雪夫”`|`“皇帝”`

窗口函数用于设计滤波器指定为这些选项之一:

“损害”
“汉明”
“切比雪夫”
“皇帝”

`KaiserWindowParameter`- - - - - -Kaiser窗参数
`0.5`(默认)|真正的标量

Kaiser窗参数,指定为一个真正的标量。

依赖关系

要启用这个特性,设置窗口财产“皇帝”。

数据类型:双|单

`CenterFrequency`- - - - - -滤波器的中心频率
`11025年`(默认)|积极的标量

滤波器的中心频率,指定为一个真正积极的标量赫兹或归一化频率的单位(因为R2023a)。

如果你设置NormalizedFrequency属性:

假——中心频率的值在赫兹。必须小于一半的价值SampleRate属性值。
真正的——中心频率的值归一化频率的单位。的值必须是一个积极的标量不到1.0。

(因为R2023a)

可调:是的

依赖关系

要启用这个特性,设置FilterType财产“带通”或“Bandstop”。

数据类型:双|单

`带宽`- - - - - -滤波器的带宽
`7680年`(默认)|积极的标量

滤波器带宽,指定为一个真正积极的标量赫兹或归一化频率的单位(因为R2023a)。

如果你设置NormalizedFrequency属性:

假——滤波器带宽的值是在赫兹。必须小于一半的价值SampleRate属性值。
真正的——滤波器带宽的值归一化频率的单位。的值必须是一个积极的标量不到1.0。

(因为R2023a)

可调:是的

依赖关系

要启用这个特性,设置FilterType财产“带通”或“Bandstop”。

数据类型:双|单

`SidelobeAttenuation`- - - - - -切比雪夫窗口旁瓣衰减
`60`(默认)|积极的标量

切比雪夫窗口旁瓣衰减,指定为一个真正的积极的标量dB。

依赖关系

要启用这个特性,设置窗口财产“切比雪夫”。

数据类型:双|单

`NormalizedFrequency`- - - - - -国旗中设置频率归一化单位
`假`(默认)|`真正的`

自从R2023a

国旗中设置频率归一化单位,指定这些值之一:

真正的滤波器截止频率,中心频率,滤波器带宽必须归一化频率单位和不足1.0。
假滤波器截止频率,中心频率,滤波器带宽赫兹。您可以指定输入采样率通过SampleRate财产。

数据类型:逻辑

`SampleRate`- - - - - -输入采样率
`44100年`(默认)|积极的标量

输入采样率,指定为一个积极的标量赫兹。

依赖

要启用这个特性,设置NormalizedFrequency来假。(因为R2023a)

数据类型:双|单

使用

语法

y = vbw (x)

描述

例子

y= vbw (x)过滤器的输入信号x使用可变带宽滤波器产生的输出y。变量作用于每个通道带宽冷杉过滤器对象,这意味着对象过滤器每一列的独立输入信号连续调用算法。

输入参数

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`x`- - - - - -数据输入
向量|矩阵

数据输入,指定为一个向量或矩阵。这个对象还接受适应输入。一旦锁定对象,您可以更改每个输入通道的大小,但你不能改变通道的数量。

数据类型:双|单
复数的支持:金宝app是的

输出参数

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`y`——过滤输出
向量|矩阵

过滤输出,作为一个向量或矩阵返回。大小、数据类型和输出信号的复杂性相匹配的输入信号。

数据类型:双|单
复数的支持:金宝app是的

对象的功能

使用一个目标函数,指定系统对象™作为第一个输入参数。例如,释放系统资源的系统对象命名obj使用这个语法:

发行版(obj)

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特定于`dsp.VariableBandwidthFIRFilter`

`freqz`	离散滤波器的频率响应系统对象
`fvtool`	可视化DSP滤波器的频率响应
`impz`	离散滤波器的脉冲响应系统对象
`信息`	信息过滤系统对象
`多项式系数`	返回过滤器系统对象系数的结构
`成本`	实现滤波器的估计成本系统对象
`grpdelay`	离散滤波器群延迟响应系统对象

常见的系统对象

`一步`	运行系统对象算法
`释放`	释放资源,并允许修改系统对象属性值和输入特征
`重置`	重置的内部状态系统对象

例子

全部折叠

通过一个可变带宽的带通滤波器滤波

打开生活的脚本

优化FIR带通滤波器的中心频率和带宽。通过这个过滤器过滤一个正弦信号。

定义一个带通可变带宽滤波器。指定一个输入采样率为44100 Hz。初始化一个dsp.TransferFunctionEstimator对象来估计滤波器的传递函数的输入和输出信号。可视化传递函数,初始化一个dsp.ArrayPlot对象。

Fs = 44100;vbw = dsp.VariableBandwidthFIRFilter (FilterType =“带通”,…FilterOrder = 100,…SampleRate = Fs,…CenterFrequency = 1 e4,…带宽= 4 e3);tfe = dsp.TransferFunctionEstimator (FrequencyRange =“单向的”);aplot = dsp.ArrayPlot (PlotType =“行”,…XOffset = 0,…YLimits = (-120 5),…SampleIncrement = 44100/1024,…YLabel =的频率响应(dB),…包含=的频率(赫兹),…Title =系统传递函数的);

产生一个正弦波信号帧长度为1024。调整滤波器的带宽和中心频率。通过信号通过滤波器。估计滤波器的传递函数生成使用输入和输出。画出系统传递函数使用一个数组。

FrameLength = 1024;正弦= dsp.SineWave (SamplesPerFrame = FrameLength);为i = 1:50 0%生成输入x = sin () + randn (FrameLength, 1);%输入通过过滤器y = vbw (x);%传递函数估计h = tfe (x, y);%情节传递函数aplot (20 * log10 (abs (h)))%调冷杉滤波器的带宽和中心频率如果(我= = 250)vbw。CenterFrequency = 5000;vbw。Bandwidth = 2000;结束结束

算法

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冷杉的转换

假设所有转换的低通滤波器长度2 n + 1。

低通滤波器,低通滤波器

考虑一个理想低通brickwall滤波器的归一化截止频率ω_c1。通过逆离散傅里叶变换的理想的频率响应,和剪切产生的序列长度2 n + 1,脉冲响应:

$\begin{array}{l} f o r n = 0 \\ h_{l P} (n) = \frac{ω_{c}}{π} 。 w (0) \\ f o r 1 \leq n | | \leq N \\ h_{l P} (n) = \frac{罪 (ω_{c} n)}{π n} 。 w (n) \end{array}$

其中w (n)是窗口向量。调整到一个新的截止频率的低通滤波器系数ω_c2如下:

$\begin{array}{l} f o r n = 0 \\ h_{l P} (n) = \frac{ω_{c 2}}{π} 。 ω (0) \\ f o r 1 \leq | n | \leq N \\ h_{l P} (n) = \frac{罪 (ω_{c 2} n)}{π n} 。 ω (n) \end{array}$

你不需要再计算窗口每次调整截止频率。

低通,高通

假设与规范化6分贝低通滤波器截止频率ω_c相同的,你可以获得一个高通滤波器截止频率通过低通滤波器的频率响应的互补:H_惠普(e^jω)= 1−H_LP(e^jω)

上述反应的离散傅里叶逆变换,你有以下高通滤波器系数:

$\begin{array}{l} f o r n = 0 \\ h_{h p} (n) = 1 - h_{l P} (n) \\ f o r 1 \leq | n | \leq N \\ h_{h p} (n) = - h_{l P} (n) \end{array}$

低通,带通

获得一个带通滤波器中心频率ω₀通过将低通响应:

H_{英国石油公司}(e^jω)= H_LP(e^j(ω-ω₀)+ H_LP(e^j(ω-ω₀))

产生的带通滤波器的带宽是2ω_c来衡量两个带通滤波器的截止频率。相当于带通滤波器系数:

$\begin{array}{l} h_{B P} (n) = (e^{j ω_{0} n} + e^{- j ω_{0} n}) h_{l P} (n) \\ 可以写成: \\ h_{B P} (n) = 2 因为 (ω_{0} n) h_{l P} (n) \end{array}$

低通滤波器对Bandstop

你可以改变一个低通滤波器bandstop过滤器相结合高通和带通转换。首先使滤波器带通通过将低通响应,然后反转bandstop反应集中在ω₀。

H_废话(e^jω)= 1 - (H_LP(e^j(ω-ω₀))+ H_LP(e^j(ω+ω₀)))

这个收益率以下系数:

$\begin{array}{l} f o r n = 0 \\ h_{B 年代} (n) = 1 - 2 因为 (ω_{0} n) h_{l P} (n) \\ f o r 1 \leq | n | \leq N \\ h_{B 年代} (n) = - 2 因为 (ω_{0} n) h_{l P} (n) \end{array}$

广义的转换

您可以将这些转换将低通滤波器低通,高通滤波,带通或bandstop过滤器具有任意被切断。

例如,将一个低通滤波器截止ω_c1高通截止ω_c2,首先应用lowpass-to-lowpass变换得到一个低通滤波器截止ω_c2,然后应用lowpass-to-highpass转换截止ω的高通滤波_c2。

带通滤波器的中心频率ω₀和带宽β,首先应用lowpass-to-lowpass转换从一个低通滤波器截止ω_c为低通截止β/ 2,然后应用lowpass-to-bandpass变换得到所需的带通滤波器。您可以使用同样的方法对bandstop过滤器。

引用

[1]Jarske, P Y。Neuvo, s . k . Mitra”一个简单的线性相位FIR数字滤波器的设计方法与变量特征。”信号处理。问题4卷。14日,1988年6月,第313 - 326页。

扩展功能

C / c++代码生成
生成C和c++代码使用MATLAB®编码器™。

使用笔记和限制:

看到系统在MATLAB代码生成对象(MATLAB编码器)。

这个对象也支持SIMD代码生成使用金宝app英特尔AVX2技术时,输入信号的数据类型单或双。

SIMD技术极大地提高了生成的代码的性能。

版本历史

介绍了R2014a

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R2023a:金宝app支持归一化频率

当你设置NormalizedFrequency财产真正的,您可以指定滤波器截止频率,中心频率,滤波器带宽在归一化频率单位(0 - 1)。

当你设置NormalizedFrequency财产真正的在创建对象时,频率值自动设置归一化频率单位使用默认的采样率为44100 Hz。

vbFIRFilter = dsp.VariableBandwidthFIRFilter (NormalizedFrequency = true)

vbFIRFilter = dsp.VariableBandwidthFIRFilterwith properties: FilterOrder: 30 FilterType: 'Lowpass' CutoffFrequency: 0.0232 Window: 'Hann' NormalizedFrequency: true

当你设置NormalizedFrequency财产真正的在您创建对象之后,必须手动设置频率归一化频率值之前运行对象的算法。

vbFIRFilter = dsp.VariableBandwidthFIRFilter

vbFIRFilter = dsp.VariableBandwidthFIRFilterwith properties: FilterOrder: 30 FilterType: 'Lowpass' CutoffFrequency: 512 Window: 'Hann' NormalizedFrequency: false SampleRate: 44100

指定的归一化频率值,集NormalizedFrequency来真正的并手动转换赫兹的频率值归一化值在赫兹使用输入采样率。例如,如果输入采样率为44100 Hz,相应的值归一化单位利用这些方程计算。

vbFIRFilter。NormalizedFrequency = true; vbFIRFilter.CutoffFrequency = 512/(44100/2)

vbFIRFilter = dsp.VariableBandwidthFIRFilterwith properties: FilterOrder: 30 FilterType: 'Lowpass' CutoffFrequency: 0.0232 Window: 'Hann' NormalizedFrequency: true

另请参阅

dsp.VariableBandwidthFIRFilter

描述

创建

语法

描述

属性

FilterOrder- - - - - -冷杉过滤器订单30.(默认)|即使是正整数

FilterType- - - - - -类型的滤波器响应低通滤波器的(默认)|“高反差保留”|“带通”|“Bandstop”

CutoffFrequency- - - - - -滤波器截止频率512年(默认)|积极的标量

依赖关系

窗口- - - - - -窗口函数“损害”(默认)|“汉明”|“切比雪夫”|“皇帝”

KaiserWindowParameter- - - - - -Kaiser窗参数0.5(默认)|真正的标量

依赖关系

CenterFrequency- - - - - -滤波器的中心频率11025年(默认)|积极的标量

依赖关系

带宽- - - - - -滤波器的带宽7680年(默认)|积极的标量

依赖关系

SidelobeAttenuation- - - - - -切比雪夫窗口旁瓣衰减60(默认)|积极的标量

依赖关系

NormalizedFrequency- - - - - -国旗中设置频率归一化单位假(默认)|真正的

SampleRate- - - - - -输入采样率44100年(默认)|积极的标量

依赖

使用

语法

描述

输入参数

x- - - - - -数据输入向量|矩阵

输出参数

y——过滤输出向量|矩阵

对象的功能

特定于dsp.VariableBandwidthFIRFilter

常见的系统对象

例子

通过一个可变带宽的带通滤波器滤波

算法

冷杉的转换

引用

扩展功能

C / c++代码生成生成C和c++代码使用MATLAB®编码器™。

版本历史

R2023a:金宝app支持归一化频率

另请参阅

功能

对象

块

主题

`FilterOrder`- - - - - -冷杉过滤器订单
`30.`(默认)|即使是正整数

`FilterType`- - - - - -类型的滤波器响应
`低通滤波器的`(默认)|`“高反差保留”`|`“带通”`|`“Bandstop”`

`CutoffFrequency`- - - - - -滤波器截止频率
`512年`(默认)|积极的标量

`窗口`- - - - - -窗口函数
`“损害”`(默认)|`“汉明”`|`“切比雪夫”`|`“皇帝”`

`KaiserWindowParameter`- - - - - -Kaiser窗参数
`0.5`(默认)|真正的标量

`CenterFrequency`- - - - - -滤波器的中心频率
`11025年`(默认)|积极的标量

`带宽`- - - - - -滤波器的带宽
`7680年`(默认)|积极的标量

`SidelobeAttenuation`- - - - - -切比雪夫窗口旁瓣衰减
`60`(默认)|积极的标量

`NormalizedFrequency`- - - - - -国旗中设置频率归一化单位
`假`(默认)|`真正的`

`SampleRate`- - - - - -输入采样率
`44100年`(默认)|积极的标量

`x`- - - - - -数据输入
向量|矩阵

`y`——过滤输出
向量|矩阵

特定于`dsp.VariableBandwidthFIRFilter`

C / c++代码生成
生成C和c++代码使用MATLAB®编码器™。