dsp.Differentiator
直接形成冷杉fullband微分器过滤器
描述
的dsp.Differentiator系统对象™应用fullband微分滤波器的输入信号来区分所有的频率成分。这个对象使用一个冷杉equiripple滤波器设计设计微分器过滤器。理想的频率响应的差异
为
。你可以设计订单指定的过滤器与最低订购量。这个对象支持定点操作。万博1manbetx
过滤输入的每个通道:
创建
dsp.Differentiator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
描述
DF= dsp.DifferentiatorDF独立,随着时间的推移过滤器输入的每个通道使用给定的设计规范。
DF= dsp.Differentiator (名称,值)
属性
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)
例子
群时延估计
请注意:本例中只运行在R2016b或更高版本。如果您使用的是较早的版本,用等效替换每个调用函数一步语法。例如,myObject (x)变成了一步(myObject x)。
线性相位滤波器的群时延估计使用dsp.TransferFunctionEstimator紧随其后的是对象dsp.PhaseExtractor和dsp.Differentiator对象。线性相位滤波器的群时延是由
,在那里
滤波器的相位信息,
是频率向量,然后呢N过滤器的顺序。
设置对象
创建一个线性相位FIR低通滤波器。设置为200,通带频率255赫兹,0.1 dB的通带波纹,阻带衰减80分贝。指定一个采样率为512 Hz。
Fs = 512;LPF = dsp.LowpassFilter (“SampleRate”Fs,“PassbandFrequency”,255,…“DesignForMinimumOrder”假的,“FilterOrder”,200);
低通滤波器的传递函数估计,创建一个传递函数估计量。指定的窗口损害。设定FFT长度为1024年和200年平均谱的数量。
TFE = dsp.TransferFunctionEstimator (“FrequencyRange”,双侧的,…“SpectralAverages”,200,“FFTLengthSource”,“属性”,…“FFTLength”,1024);
提取打开阶段从滤波器的频率响应,提取器创建一个阶段。
PE = dsp.PhaseExtractor;
区分阶段
,创建一个微分滤波器。此值用于计算群延迟。
DF = dsp.Differentiator;
抚平输入,创建一个可变带宽滤波器。
Gain1 = 512 /π;Gain2 = 1;VBFilter = dsp.VariableBandwidthFIRFilter (“CutoffFrequency”10…“SampleRate”Fs);
查看滤波器的群时延,创建一个数组对象。
美联社= dsp.ArrayPlot (“PlotType”,“行”,“YLimits”(-500 400),…“YLabel”,“振幅”,“包含”,样品的数量);
运行算法
的为循环流循环估计滤波器的群时延。循环,算法对输入信号进行过滤,估计滤波器的传递函数,区别滤波器的相位计算群延迟。
硝石= 1000;%的迭代次数为k = 1:硝石x = randn (512 1);% =高斯白噪声输入信号y = LPF (x);%与低通滤波器过滤噪音H = TFE (x, y);%计算传递函数估计阶段= PE (H);%提取打开阶段phaseaftergain1 = Gain1 *阶段;DiffOut = DF (phaseaftergain1);%分化阶段phaseaftergain2 = Gain2 * DiffOut;VBFOut = VBFilter (phaseaftergain2);%的群延迟美联社(VBFOut);%显示群延迟结束
正如您可以看到的,低通滤波器的群时延是100。
调频信号转换为信号
创建一个调频波在100 Hz载波信号取样1.5 kHz。
Fc = 1 e2;%载体Fs = 1.5 e3;%采样率sinewave = dsp.SineWave (“频率”10…“SamplesPerFrame”1 e3,…“SampleRate”Fs);
调频信号转换成一个信号。
ts = timescope (“TimeSpanSource”,“属性”,…“时间间隔”,0.3,…“BufferLength”10 * Fs,…“SampleRate”Fs,…“ShowGrid”,真的,…“YLimits”(-1.5 - 1.5),…“LayoutDimensions”1 [2]);df = dsp.Differentiator;抽搐而toc < 2.2 x =步骤(sinewave);fm_y =调节(x, Fc, Fs,“调频”);fm_y am_y =步骤(df);步骤(ts、fm_y am_y);结束释放(df);释放(ts);
算法
微分滤波器
微分电路计算信号的导数。理想微分滤波器的频率响应是由 尼奎斯特间隔定义 。
频率响应是反对称的,线性的频率成正比。
dsp.Differentiator对象作为区分过滤器。这个对象凝结成一个两步过程。最低订购量设计,对象使用广义雷冷杉滤波器设计算法。为指定的顺序设计,对象使用Parks-McClellan equiripple冷杉滤波器优化设计算法。过滤器设计线性相位iv型FIR滤波器的直接形式结构。
理想的差异有一个反对称的脉冲响应 。因此 。微分电路必须零频率响应为零。
线性相位冷杉微分滤波器
反对称线性相位数字滤波器的脉冲响应是由 ,在那里米滤波器的长度。因为过滤器是反对称的,您可以使用这种类型的数字滤波器设计线性相位杉木优势。
考虑线性相位冷杉微分器的设计基于切比雪夫逼近准则。
如果米很奇怪,实值数字滤波器的频率响应,Hr(ω)的特征Hr(0)= 0和Hr(π)= 0。这个过滤器的条件满足零频率响应为零。但是,它不是fullband因为Hr(π)= 0。这个区别在有限的频率范围内线性响应[0 2πfp),fp微分电路的带宽。所需的响应之间的绝对误差和切比雪夫逼近增加ω增加从0到2πfp。
如果米甚至,实值数字滤波器的频率响应,Hr(ω)的特征Hr(0)= 0和Hr(π)≠0。这个过滤器的条件满足零频率响应为零。fullband,这种设计结果在一个小得多的近似误差比奇数长的优势。因此,就是(奇怪的顺序)差异是首选在实际系统。
引用
[1]Orfanidis,索福克勒斯J。介绍了信号处理。上台北:普伦蒂斯·霍尔出版社,1996年。
