主要内容

cheby1

切比雪夫I型滤波器设计

描述

例子

[<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-ba" class="intrnllnk">b,一个) = cheby1 (<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-n" class="intrnllnk">n,<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-Rp" class="intrnllnk">反相,<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/au/help/signal/ref/#bucqk89-Wp" class="intrnllnk">可湿性粉剂返回函数的传递函数系数n具有归一化通带边缘频率的th阶低通数字切比雪夫I型滤波器可湿性粉剂反相峰间通频带纹波分贝。

例子

[<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-ba" class="intrnllnk">b,一个) = cheby1 (<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-n" class="intrnllnk">n,<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-Rp" class="intrnllnk">反相,<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/au/help/signal/ref/#bucqk89-Wp" class="intrnllnk">可湿性粉剂,<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/au/help/signal/ref/#bucqk89-ftype" class="intrnllnk">ftype设计低通、高通、带通或带阻切比雪夫I型滤波器,具体取决于ftype元素的个数可湿性粉剂.所得到的带通和带阻设计是二阶的n

注:看到<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/au/help/signal/ref/cheby1.html" class="intrnllnk">限制有关影响形成传递函数的数值问题的信息。

例子

[<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-zpk" class="intrnllnk">z,磷、钾) = cheby1 (<年代p一个nclass="argument_placeholder">___设计低通、高通、带通或带阻数字切比雪夫I型滤波器,并返回其零点、极点和增益。此语法可以包括以前语法中的任何输入参数。

例子

[<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-ABCD" class="intrnllnk">A、 B、C、D) = cheby1 (<年代p一个nclass="argument_placeholder">___设计一个低通、高通、带通或带阻数字切比雪夫I型滤波器,并返回指定其状态空间表示的矩阵。

例子

[<年代p一个nclass="argument_placeholder">___) = cheby1 (<年代p一个nclass="argument_placeholder">___, ' s ')设计一种带通边缘角频率的低通、高通、带通或带阻模拟切比雪夫I型滤波器<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/au/help/signal/ref/#bucqk89-Wp" class="intrnllnk">可湿性粉剂和<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-Rp" class="intrnllnk">反相通频带波纹分贝。

例子

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设计一个6阶低通切比雪夫I型滤波器,通带纹波为10 dB,通带边缘频率为300 Hz,对于1000 Hz采样的数据,对应于<年代p一个nclass="inlineequation"> 0 6 π rad /样品。绘制它的幅值和相位响应。用它来过滤1000个样本的随机信号。

[b] = cheby1(6、10、0.6);freqz (b)

图中包含2个轴对象。axis对象1包含一个类型为line的对象。axis对象2包含一个类型为line的对象。

dataIn = randn (1000 1);dataOut =过滤器(b, a, dataIn);

设计了一种边缘频率归一化的6阶切比雪夫I型带阻滤波器<年代p一个nclass="inlineequation"> 0 2 π 和<年代p一个nclass="inlineequation"> 0 6 π rad/采样和5 dB通带纹波。绘制其幅度和相位响应。使用它过滤随机数据。

[b,a] = cheby1(3,5,[0.2 0.6]),<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“停止”);freqz (b)

图中包含2个轴对象。axis对象1包含一个类型为line的对象。axis对象2包含一个类型为line的对象。

dataIn = randn (1000 1);dataOut =过滤器(b, a, dataIn);

设计一个9阶高通切比雪夫I型滤波器,通带纹波为0.5 dB,通带边缘频率为300hz,对于1000hz采样的数据,对应于<年代p一个nclass="inlineequation"> 0 6 π rad /样品。绘制幅值和相位响应。将零、极点和增益转换为二阶部分以供使用fvtool

(z,磷、钾)= cheby1 (9 0.5,300/500<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“高”); sos=zp2sos(z,p,k);fvtool(sos,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“分析”,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“频率”)

图过滤器可视化工具-幅度响应(dB)和相位响应包含一个轴对象和其他类型的uitoolbar, uimenu对象。标题为“幅度响应(dB)”和“相位响应”的轴对象包含一个类型线对象。

设计一个20阶切比雪夫I型带通滤波器,低通频带频率为500hz,高通频带频率为560hz。指定通带纹波为3db,采样率为1500hz。使用状态空间表示。设计一个相同的过滤器使用设计过滤器

[A,B,C,D] = cheby1(10,3,[500 560]/750);d = designfilt (<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“bandpassiir”,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“过滤器订单”,20,<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">...“通带频率1”,500,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“PassbandFrequency2”, 560,<年代p一个n年代tyle="color:#0000FF">...“PassbandRipple”3,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“采样器”, 1500);

将状态空间表示形式转换为二阶分段。使用fvtool

sos = ss2sos (A, B, C, D);fvt = fvtool (sos d<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“Fs”,1500);图例(fvt,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“cheby1”,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“designfilt”)

图形过滤器可视化工具-幅度响应(dB)包含一个轴对象和其他类型的uitoolbar, uimenu对象。标题为“大小响应(dB)”的轴对象包含2个类型为line的对象。这些对象代表cheby1, designfilt。

设计一个截止频率为2ghz的五阶模拟巴特沃斯低通滤波器。乘以<年代p一个nclass="inlineequation"> 2 π 将频率转换为每秒弧度。计算滤波器在4096点的频率响应。

n = 5;f = 2 e9;[zb, pb, kb] =黄油(n, 2 f *π*,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“年代”);[bb,ab]=zp2tf(zb,pb,kb);[hb,wb]=freqs(bb,ab,4096);

设计一个具有相同边缘频率和3db通带纹波的五阶切比雪夫I型滤波器。计算其频率响应。

[z1,p1,k1]=cheby1(n,3,2*pi*f,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“年代”);[b1,a1]=zp2tf(z1,p1,k1);[h1,w1]=freqs(b1,a14096);

设计一个具有相同边缘频率和30 dB阻带衰减的5阶切比雪夫II型滤波器。计算其频率响应。

(z2, p2, k2) = cheby2(2 *π* f n, 30日,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“年代”);[b2,a2]=zp2tf(z2,p2,k2);[h2,w2]=freqs(b2,a24096);

设计一个五阶椭圆滤波器,边缘频率相同,通带纹波为3db,阻带衰减为30db。计算其频率响应。

(泽、pe、ke) = ellip (n, 3, 30日,2 f *π*,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“年代”);[, ae] = zp2tf(泽、pe、客);[他,我们]=频率(ae, 4096);

用分贝表示衰减。用千兆赫表示频率。比较了过滤器。

图(wb/(2e9*pi),mag2db(abs(hb))保持<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">在…上图(w1/(2e9*pi)、mag2db(abs(h1))图(w2/(2e9*pi)、mag2db(abs(h2))图(we/(2e9*pi)、mag2db(abs(he))轴([04-405])网格xlabel(<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">‘频率(GHz)’)伊拉贝尔(<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">‘衰减(dB)’)传奇(<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“黄油”,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“cheby1”,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“cheby2”,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“ellip”)

图中包含一个轴对象。axes对象包含4个line类型的对象。这些对象表示butter、cheby1、cheby2和ellip。

Butterworth和Chebyshev II型滤波器具有平坦的通带和较宽的过渡带。Chebyshev I型和椭圆形滤波器衰减较快,但具有通带纹波。Chebyshev II型设计功能的频率输入设置阻带的开始,而不是通带的结束。

输入参数

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滤波器顺序,指定为整数标量。对于带通和带阻设计,n表示过滤顺序的一半。

数据类型:

峰间通带纹波,用分贝表示的正标量。

如果您的规格ℓ是线性单位,您可以使用以下方法将其转换为分贝反相= 40日志<年代ub>10((1 +ℓ)/(1 -ℓ))。

数据类型:

通带边缘频率,指定为标量或二元向量。通带边缘频率是滤波器的幅度响应为-<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-Rp" class="intrnllnk">反相分贝。通带纹波较小,反相,导致更宽的过渡带。

  • 如果可湿性粉剂是标量吗cheby1设计具有边缘频率的低通或高通滤波器可湿性粉剂

    如果可湿性粉剂是二元向量吗(w1 w2),在那里w1<w2,然后cheby1设计边缘频率较低的带通或带阻滤波器w1以及更高的边缘频率w2

  • 对于数字滤波器,通频带边缘频率必须在0和1之间,其中1对应于奈奎斯特率-一半的采样率或πrad /样品。

    对于模拟滤波器,通带边缘频率必须以弧度/秒表示,并且可以采用任何正值。

数据类型:

过滤器类型,指定为以下其中之一:

  • “低”指定具有通带边缘频率的低通滤波器<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/au/help/signal/ref/#bucqk89-Wp" class="intrnllnk">可湿性粉剂“低”是标量的默认值可湿性粉剂

  • “高”指定具有通带边缘频率的高通滤波器可湿性粉剂

  • “带通”指定阶数为2的带通滤波器<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-n" class="intrnllnk">n如果可湿性粉剂是一个二元向量。“带通”是默认的可湿性粉剂有两个元素。

  • “停止”指定2阶带阻滤波器n如果可湿性粉剂是一个二元向量。

输出参数

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过滤器的传递函数系数,返回为长度的行向量<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-n" class="intrnllnk">n+1个用于低通和高通滤波器,2个n带通和带阻滤波器+ 1。

  • 对于数字滤波器,传递函数表示为b一个作为

    H z B z 一个 z b (1) + b (2) z 1 + + b (n + 1) z n (1) + (2) z 1 + + (n + 1) z n

  • 对于模拟滤波器,传递函数表示为b一个作为

    H 年代 B 年代 一个 年代 b (1) 年代 n + b (2) 年代 n 1 + + b (n + 1) (1) 年代 n + (2) 年代 n 1 + + (n + 1)

数据类型:

滤波器的零、极点和增益,返回为两个长度的列向量<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-n" class="intrnllnk">n(2n用于带通和带阻设计)和标量。

  • 对于数字滤波器,传递函数表示为zpk作为

    H z k 1 z(1) z 1 1 z(2) z 1 1 z (n) z 1 1 p(1) z 1 1 p(2) z 1 1 p (n) z 1

  • 对于模拟滤波器,传递函数表示为zpk作为

    H 年代 k 年代 z(1) 年代 z(2) 年代 z (n) 年代 p(1) 年代 p(2) 年代 p (n)

数据类型:

过滤器的状态空间表示,返回为矩阵。如果=<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/au/help/signal/ref/#bucqk89_sep_shared-n" class="intrnllnk">n用于低通和高通设计= 2n对于带通和带阻滤波器,则一个×B× 1,C是1×D是1 × 1。

  • 对于数字滤波器,状态空间矩阵与状态向量相关x,输入u,以及输出y通过

    x k + 1 一个 x k + B u k y k C x k + D u k

  • 对于模拟滤波器,状态空间矩阵与状态向量相关x,输入u,以及输出y通过

    x ˙ 一个 x + B u y C x + D u

数据类型:

更多关于

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限制

传递函数语法的数值不稳定性

一般来说,使用the[z,p,k]设计IIR过滤器的语法。要分析或实现过滤器,可以使用[z,p,k]输出与zp2sos.如果你用[乙,甲]语法,你可能会遇到数值问题。这些问题是由于四舍五入错误而导致的n低至4。以下示例说明了此限制。

n = 6;Rp = 0.1;Wn = [2.5e6 29e6]/500e6;ftype =<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“带通”;<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">传递函数设计[b] = cheby1 (n, Rp, Wn ftype);<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%这个过滤器不稳定% Zero-pole-gain设计(z,磷、钾)= cheby1 (n, Rp, Wn ftype);sos = zp2sos (z,磷、钾);<年代p一个n年代tyle="color:#228B22">%绘制并比较结果hfvt = fvtool (b, a, sos,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“FrequencyScale”,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“日志”); 图例(hfvt,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“特遣部队设计”,<年代p一个n年代tyle="color:#A020F0">“ZPK设计”)

图形过滤器可视化工具-幅值响应(dB)包含一个轴对象和uitoolbar、uimenu类型的其他对象。标题幅值响应(dB)的轴对象包含2个line类型的对象。这些对象表示TF设计、ZPK设计。

算法

切比雪夫I型滤波器在通带中是等波纹的,在阻带中是单调的。I型滤波器比II型滤波器滚降得快,但代价是通带中的单位偏差更大。

cheby1使用五步算法:

  1. 它使用函数查找低通模拟原型极点、零点和增益<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/au/help/signal/ref/cheb1ap.html">cheb1ap

  2. 它将极点、零和增益转换为状态空间形式。

  3. 如果需要,它使用状态空间转换将低通滤波器转换为具有所需频率约束的高通、带通或带阻滤波器。

  4. 用于数字滤波器的设计<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/au/help/signal/ref/bilinear.html">双线性通过带频率预翘曲的双线性变换将模拟滤波器转换为数字滤波器。仔细的频率调整使模拟滤波器和数字滤波器具有相同的频率响应幅度可湿性粉剂w1w2

  5. 它根据需要将状态空间滤波器转换回传递函数或零极增益形式。

扩展能力

另请参阅

|<年代p一个nitemscope itemtype="//www.tianjin-qmedu.com/help/schema/MathWorksDocPage/SeeAlso" itemprop="seealso">|<年代p一个nitemscope itemtype="//www.tianjin-qmedu.com/help/schema/MathWorksDocPage/SeeAlso" itemprop="seealso">|<年代p一个nitemscope itemtype="//www.tianjin-qmedu.com/help/schema/MathWorksDocPage/SeeAlso" itemprop="seealso">|<年代p一个nitemscope itemtype="//www.tianjin-qmedu.com/help/schema/MathWorksDocPage/SeeAlso" itemprop="seealso">|<年代p一个nitemscope itemtype="//www.tianjin-qmedu.com/help/schema/MathWorksDocPage/SeeAlso" itemprop="seealso">|<年代p一个nitemscope itemtype="//www.tianjin-qmedu.com/help/schema/MathWorksDocPage/SeeAlso" itemprop="seealso">|<年代p一个nitemscope itemtype="//www.tianjin-qmedu.com/help/schema/MathWorksDocPage/SeeAlso" itemprop="seealso">|<年代p一个nitemscope itemtype="//www.tianjin-qmedu.com/help/schema/MathWorksDocPage/SeeAlso" itemprop="seealso">

在R2006a之前引入