主要内容

dsp.LowpassFilter

FIR和IIR低通滤波器

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描述

的dsp.LowpassFilter对象独立过滤器输入的每个通道使用给定的设计规范。你可以设置FilterType的属性dsp.LowpassFilter来“杉”或“信息检索”实现对象作为FIR和IIR低通滤波器。

过滤输入的每个通道:

  1. 创建dsp.LowpassFilter对象并设置其属性。

  2. 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

LPF = dsp.LowpassFilter
LPF = dsp.LowpassFilter(名称、值)

描述

通滤波器= dsp.LowpassFilter返回一个最低阶FIR低通滤波器,通滤波器,默认的过滤器设置。调用对象的默认属性设置滤波器通带频率的输入数据8kHz,阻带频率12kHz,通带波纹0.1dB,阻带衰减80年dB。

例子

通滤波器= dsp.LowpassFilter (名称,值)返回一个低通滤波器,附加属性指定,或者更多名称,值对参数。的名字属性名和吗价值相应的价值。的名字必须出现在单引号(')。您可以指定几个名称-值对参数在任何顺序Name1, Value1,…,的家。

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。

输入采样率在赫兹,指定为逗号分隔组成的“SampleRate”和一个真正积极的标量。

数据类型:单|双

过滤器类型,指定为以下选项之一:

  • “杉”——对象设计一个FIR低通滤波器。

  • “信息检索”——对象设计IIR低通滤波器(biquad)。

最低订购量滤波器设计、指定为逗号分隔组成的“DesignForMinimumOrder”和一个逻辑值。如果此属性真正的,然后dsp.LowpassFilter设计滤波器满足通带频率最低订购量,阻带频率,通带波纹,阻带衰减规范。设置这些规范使用对应的属性。如果此属性假,那么对象设计过滤器与您指定的顺序FilterOrder财产。这个过滤器设计满足通频带的频率,通带波纹,阻带衰减规范使用各自的属性设置。

阶FIR和IIR滤波器,指定为逗号分隔组成的“FilterOrder”和一个正整数标量。

依赖关系

指定一个过滤器订单的值时才有效“DesignForMinimumOrder”是假。

数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64

滤波器通带边缘频率在赫兹,指定为逗号分隔条“PassbandFrequency”和一个真正积极的标量。通频带边缘在赫兹频率的值必须小于一半的SampleRate。

数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64

滤波器阻带边缘频率在赫兹,指定为逗号分隔组成的“StopbandFrequency”和一个真正积极的标量。阻带边缘在赫兹频率的值必须小于一半的SampleRate。

依赖关系

您可以指定频率只有当阻带边缘“DesignForMinimumOrder”是真正的。

数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64

最大纹波滤波器响应在通频带,在dB,指定为逗号分隔组成的“PassbandRipple”和一个真正积极的标量。默认为最大纹波滤波器响应0.1dB。

数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64

最低在阻带衰减分贝,指定为逗号分隔组成的“StopbandAttenuation”和一个真正积极的标量。在阻带最小衰减违约80年dB。

数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64

定点属性

舍入方法输出定点操作,指定为一个特征向量。舍入模式的更多信息,请参阅精度和范围。

词和部分长度系数,作为指定numerictype对象。默认的,numerictype (16)对应于一个签署了16位系数数值类型对象和一小部分长度系数值的基础上,确定给最好的精度。

这个属性不是可调。

单词长度的输出与输入的字长相同。分数计算输出的长度,这样整个动态范围的输出可以表示没有溢出。有关输出的部分的长度是如何计算的,看到的在FIR滤波器定点精确规则避免溢出。

使用

语法

y = LPF (x)

描述

例子

y= LPF (x)低通滤波器的输入信号,x。y是lowpass-filtered版本的x。

输入参数

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嘈杂的数据输入,指定为一个向量或矩阵。如果输入信号是一个矩阵,矩阵的每一列都被视为一个独立的通道。在输入信号的行数表示通道长度。这个对象接受适应输入。在对象被锁定后,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:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64|fi
复数的支持:万博1manbetx是的

输出参数

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过滤输出,作为一个向量或矩阵返回。输出具有相同的大小、数据类型和复杂性特征作为输入。

数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64|fi
复数的支持:万博1manbetx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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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
generatehdl 生成量化的HDL代码DSP滤波器(需要滤波器设计高密度脂蛋白编码器)
测量 测量滤波器的频率响应特征系统对象
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

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打开生活的脚本

创建一个最小订单44.1 kHz FIR低通滤波器进行数据采样。指定一个通带频率8 kHz, 12 kHz的阻带频率通带波纹为0.1 dB和阻带衰减的80分贝。

Fs = 44.1 e3;filtertype =“杉”;成就= 8 e3;Fstop = 12 e3;Rp = 0.1;Astop = 80;FIRLPF = dsp.LowpassFilter (“SampleRate”Fs,…“FilterType”filtertype,…“PassbandFrequency”成就,…“StopbandFrequency”Fstop,…“PassbandRipple”Rp,…“StopbandAttenuation”,Astop);

设计一个最小订单IIR低通滤波器和FIR低通滤波器相同的属性。改变FilterType克隆的筛选器的属性信息检索。

IIRLPF =克隆(FIRLPF);IIRLPF。FilterType =“信息检索”;

情节FIR低通滤波器的脉冲响应。零阶系数由19个样品推迟了,等于滤波器的群时延。FIR低通滤波器是一个因果冷杉过滤器。

fvtool (FIRLPF“分析”,“冲动”)

图脉冲响应包含一个坐标轴对象。坐标轴对象与标题脉冲响应包含一个类型的对象。

情节IIR低通滤波器的脉冲响应。

fvtool (IIRLPF“分析”,“冲动”)

图脉冲响应包含一个坐标轴对象。坐标轴对象与标题脉冲响应包含一个类型的对象。

图的大小和相位响应FIR低通滤波器。

fvtool (FIRLPF“分析”,“频率”)

图级响应(dB)和相位响应包含一个坐标轴对象。坐标轴对象与标题级响应(dB)和相位响应包含一个类型的对象。

图的大小和相位响应IIR低通滤波器。

fvtool (IIRLPF“分析”,“频率”)

图级响应(dB)和相位响应包含一个坐标轴对象。坐标轴对象与标题级响应(dB)和相位响应包含一个类型的对象。

计算的成本实现FIR低通滤波器。

成本(FIRLPF)
ans =结构体字段:NumCoefficients: 39 NumStates: 38 MultiplicationsPerInputSample: 39 AdditionsPerInputSample: 38

计算的成本实现IIR低通滤波器。IIR滤波器比冷杉过滤器更高效的实现。

成本(IIRLPF)
ans =结构体字段:NumCoefficients: 18 NumStates: 14 MultiplicationsPerInputSample: 18 AdditionsPerInputSample: 14

计算FIR低通滤波器的群时延。

grpdelay (FIRLPF)

图群延迟包含一个坐标轴对象。坐标轴对象与标题群延迟包含一个类型的对象。

计算IIR低通滤波器的群时延。冷杉过滤器有一个恒定的群延迟(线性相位),而其IIR同行没有。

grpdelay (IIRLPF)

图群延迟包含一个坐标轴对象。坐标轴对象与标题群延迟包含一个类型的对象。

打开生活的脚本

创建一个低通滤波器,默认属性。

LPF = dsp.LowpassFilter;

创建一个简介对象。

SA =简介(“SampleRate”,44.1 e3,…“PlotAsTwoSidedSpectrum”假的,“ShowLegend”,真的,“YLimits”,…30 [-150],…“标题”,…低通滤波器的输入信号和输出信号);SA。ChannelNames = {“输入”,“输出”};

运行低通滤波器算法来过滤高斯白噪声输入信号。视图使用频谱分析仪的输入和输出信号。

为k = 1:10 0输入= randn (1024 1);输出= LPF(输入);SA((输入、输出));结束

打开生活的脚本

设置IIR低通滤波器。高斯白噪声的采样率为44100 Hz。滤波器的通带频率是8 kHz,阻带频率是12 kHz,通带波纹为0.1分贝,阻带衰减是80分贝。

Fs = 44.1 e3;filtertype =“信息检索”;成就= 8 e3;Fstop = 12 e3;Rp = 0.1;Astop = 80;LPF = dsp.LowpassFilter (“SampleRate”Fs,…“FilterType”filtertype,…“PassbandFrequency”成就,…“StopbandFrequency”Fstop,…“PassbandRipple”Rp,…“StopbandAttenuation”,Astop);

视图的幅度响应低通滤波器。

fvtool (LPF)

图级响应(dB)包含一个坐标轴对象。坐标轴对象2级响应(dB)包含标题行类型的对象。

创建一个频谱分析仪对象。

SA =简介(“SampleRate”,44.1 e3,…“PlotAsTwoSidedSpectrum”假的,…“ShowLegend”,真的,“YLimits”,30 [-150],…“标题”,IIR低通滤波器的输入信号和输出信号的);SA。ChannelNames = {“输入”,“输出”};

过滤高斯白噪声输入信号。视图使用频谱分析仪的输入和输出信号。

为k = 1:10 0输入= randn (1024 1);输出= LPF(输入);SA((输入、输出));结束

打开生活的脚本

衡量一个低通滤波器的频率响应特性。创建一个dsp.LowpassFilter系统对象的默认属性。测量滤波器的频率响应特性。

LPF = dsp.LowpassFilter
LPF = dsp.LowpassFilter与properties: FilterType: 'FIR' DesignForMinimumOrder: true PassbandFrequency: 8000 StopbandFrequency: 12000 PassbandRipple: 0.1000 StopbandAttenuation: 80 SampleRate: 44100 Show all properties
LPFMeas =测量(LPF)
LPFMeas =采样率:44.1千赫通频带边缘:8 kHz 3-dB点:9.1311 kHz 6分贝的观点:9.5723千赫阻带边缘:12 kHz通带波纹:0.08289 dB阻带衰减器。:81.6141 dB过渡宽度:4 kHz

算法

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引用

[1]Shpak D.J.,和A. Antoniou. "A generalized Remez method for the design of FIR digital filters."IEEE®电路和交易系统。37卷,问题2,1990年2月,页161 - 174。

[2]Selesnick I.W.,和C. S. Burrus. "Exchange algorithms that complement the Parks-McClellan algorithm for linear-phase FIR filter design."IEEE电路和系统。44卷,问题2,1997年2月,页137 - 143。

扩展功能

版本历史

介绍了R2015a

另请参阅

功能

对象

主题