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。
Filter Designer是Signal Processing Toolbox™中的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。
类型filterDesigner
在MATLAB命令提示符处:
> > filterDesigner
一个每日小贴士对话框显示了使用筛选器设计器的建议。然后,GUI显示一个默认过滤器。
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。
该工具包括上下文敏感的帮助。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。
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1db
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拉菜单响应类型和Equiripple下冷杉设计方法.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.选择指定的顺序在过滤器订单区域并输入30..
3.FIR等纹波滤波器具有密度的因素选项,它控制频率网格的密度。增加这个值会产生一个更接近理想等纹波滤波器的滤波器,但是随着计算量的增加,需要更多的时间。保持这个值为20。
4.选择标准化(0到1)在单位下拉菜单中频率的规范区域。
5.输入0.2为wpass和0.5为wstop在频率的规范区域。
6.Wpass和Wstop,在大小规格面积是正权值,每个频带一个,用于FIR Equiripple滤波器的优化。保持这些值为1。
7.设置好设计规格后,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。
一旦你设计了过滤器,你可以通过点击工具栏上的任何按钮在显示窗口中查看以下过滤器分析:
按从左到右的顺序,按钮是
级响应
相位响应
幅度和相位响应
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
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。
在Display区域中,您可以单击图中的任何点来添加数据标记,该标记显示该点的值。右键单击数据标记会显示一个菜单,您可以在其中移动、删除或调整数据标记的外观。
为了最小化滤波器的实现成本,我们将尝试通过使用来减少系数的数量最低订购量选项在设计面板中。
更改选择过滤器订单来最低订购量,并保持其他参数不变。
单击设计滤波器按钮来设计新的过滤器。
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。
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”。)
单击,可将显示的参数保存为默认值保存为默认.要恢复matlab定义的默认值,请单击恢复原始默认值.
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的工作区
MAT-file
文本文件
选择出口从文件菜单。
当您选择导出到MATLAB工作区或mat文件时,您可以将过滤器导出为系数。如果DSP系统工具箱™可用,您也可以将滤波器导出为系统对象。
过滤器设计器允许您生成MATLAB代码来重新创建您的过滤器。这使您能够将设计嵌入到现有代码中,或在脚本中自动创建过滤器。
选择生成MATLAB代码从文件菜单中,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。
下面的代码是由我们上面设计的最小阶滤波器生成的:
如果您已安装DSP系统工具箱™,则设置量化参数面板可在侧栏:
您可以使用此面板量化和分析双精度滤波器。与DSP系统工具箱,您可以量化从双精度到单精度。如果您有定点设计器,您可以量化过滤器到定点精度。注意,在过滤器中不能混合浮点和定点运算。
的目标菜单允许您生成表示筛选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)和VHDL、Verilog以及测试台(使用Filter Design HDL Coder™)。
Filter Designer还集成了其他MathWorks™产品的功能:s manbetx 845
DSP系统工具箱-增加了先进的FIR和IIR设计技术(即滤波器转换,多速率滤波器),并为滤波器生成等价块
嵌入式编码器™-为德州仪器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
万博1manbetx仿真软件®-从原子Simulink块生成过滤器万博1manbetx