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dsp。LowpassFilter

FIR或IIR低通滤波器

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描述

的dsp。LowpassFilter对象使用给定的设计规范随时间独立地过滤输入的每个通道。您可以设置FilterType的属性dsp。LowpassFilter来“杉”或“信息检索”将对象实现为FIR或IIR低通滤波器。

要过滤输入的每个通道:

创建dsp。LowpassFilter对象并设置其属性。
使用参数调用对象，就像调用函数一样。

有关系统对象如何工作的详细信息，请参见什么是系统对象?(MATLAB)。

创建

语法

LPF = dsp。LowpassFilter

LPF = dsp.LowpassFilter(名称，值)

描述

通滤波器= dsp。LowpassFilter返回一个最小阶FIR低通滤波器，通滤波器，使用默认筛选器设置。使用默认属性设置调用对象将过滤输入数据的通频带频率为8的阻带频率12的通带纹波0.1的阻带衰减80dB。

通滤波器= dsp。LowpassFilter (名称,值）返回一个低通过滤器，带有一个或多个指定的附加属性名称,值对参数。名字属性名称和价值对应的值。名字必须出现在单引号(' ')内。您可以以任意顺序指定多个名称-值对参数Name1, Value1,…,的家．

属性

除非另有说明，属性为nontunable，这意味着在调用对象后不能更改它们的值。对象在调用时锁定，而释放功能解锁它们。

如果属性为可调，您可以随时更改其值。

有关更改属性值的详细信息，请参见使用系统对象的MATLAB系统设计(MATLAB)。

`SampleRate`- - - - - -输入抽样率
`44100`(默认)|实正标量

输入采样率(以Hz为单位)，由逗号分隔的对组成“SampleRate”这是一个正标量。

数据类型:单|双

`FilterType`- - - - - -过滤器类型
`“杉”`(默认)|`“信息检索”`

过滤器类型，指定为以下选项之一:

“杉”-设计FIR低通滤波器。
“信息检索”—该对象设计了IIR低通(双方)滤波器。

`DesignForMinimumOrder`- - - - - -最小阶滤波器设计
`真正的`(默认)|`假`

最小阶滤波器设计，指定为由逗号分隔的对组成“DesignForMinimumOrder”和一个逻辑值。如果此属性为真正的,然后dsp。LowpassFilter设计满足通带频率、阻带频率、通带纹波和阻带衰减规格的最小阶数滤波器。使用相应的属性设置这些规范。如果此属性为假对象中指定的顺序设计筛选器FilterOrder财产。此滤波器设计满足使用各自属性设置的通带频率、通带纹波和阻带衰减规范。

`FilterOrder`- - - - - -FIR或IIR滤波器的顺序
`50`(默认)|正整数标量

FIR或IIR滤波器的顺序，指定为由逗号分隔的对组成“FilterOrder”一个正整数标量。

依赖关系

的值时，指定筛选器顺序才有效“DesignForMinimumOrder”是假．

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

`PassbandFrequency`- - - - - -滤波器通带边频
`8000`(默认)|实正标量

滤波器通带边频以Hz为单位，指定为以逗号分隔的对“PassbandFrequency”这是一个正标量。通带边频的值(以Hz为单位)必须小于一半SampleRate．

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

`StopbandFrequency`- - - - - -滤波器阻带边频
`12000`(默认)|实正标量

滤波器阻带边频，以Hz为单位，由逗号分隔的对组成“StopbandFrequency”这是一个正标量。阻带边频率的值(以Hz为单位)必须小于一半SampleRate．

依赖关系

只能在以下情况下指定阻带边频率“DesignForMinimumOrder”是真正的．

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

`PassbandRipple`- - - - - -通带内滤波器响应的最大纹波
`0.1`(默认)|实正标量

通带中滤波器响应的最大纹波，以dB为单位，指定为逗号分隔的对，由“PassbandRipple”这是一个正标量。过滤器响应的最大纹波默认为0.1dB。

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

`StopbandAttenuation`- - - - - -阻带内衰减最小
`80`(默认)|实正标量

阻带中的最小衰减，以dB为单位，由逗号分隔的对组成“StopbandAttenuation”这是一个正标量。最小衰减在阻带默认为80dB。

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

定点属性

`RoundingMethod`- - - - - -输出定点操作的舍入方法
`“地板”`(默认)|`“天花板”`|`“收敛”`|`“最近的”`|`“圆”`|`“简单”`|`“零”`

用于输出定点操作的舍入方法，指定为字符向量。有关舍入模式的详细信息，请参见精度和范围．

`CoefficientsDataType`- - - - - -系数的字和分数长度
`numerictype (16)`(默认)|`numerictype`对象

系数的字和分数长度，指定为anumerictype对象。默认的,numerictype (16)对应于具有16位系数和基于系数值确定的分数长度的有符号数字类型对象，以提供尽可能高的精度。

此属性不可调。

输出的单词长度与输入的单词长度相同。计算输出的部分长度，以便输出的整个动态范围可以表示而不溢出。有关如何计算输出的分数长度的详细信息，请参见FIR滤波器中避免溢出的定点精度规则．

使用

语法

y = LPF(x)

描述

y= LPF (x）低通滤波输入信号，x．y是低通滤波版的x．

输入参数

`x`- - - - - -噪声数据输入
向量|矩阵

有噪声的数据输入，指定为向量或矩阵。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。输入信号中的行数表示通道长度。该对象接受可变大小的输入。对象锁定后，您可以更改每个输入通道的大小，但不能更改通道的数量。

数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64|fi
复数支持:金宝app是的

输出参数

`y`-过滤输出
向量|矩阵

过滤后的输出，作为向量或矩阵返回。输出具有与输入相同的大小、数据类型和复杂性特征。

数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64|fi
复数支持:金宝app是的

对象的功能

要使用对象函数，请指定System对象™作为第一个输入参数。例如，释放system对象的系统资源obj，使用这种语法:

发行版(obj)

特定于`dsp。LowpassFilter`

`freqz`	滤波器的频率响应
`fvtool`	可视化DSP滤波器的频率响应
`impz`	离散时间滤波器系统对象的脉冲响应
`信息`	filter系统对象信息
`多项式系数`	滤波器系数
`成本`	估计实现过滤器系统对象的成本
`grpdelay`	离散时间过滤器系统对象的组延迟响应
`generatehdl`	生成量化DSP滤波器的HDL代码(需要filter Design HDL Coder)
`测量`	测量滤波器系统对象的频响特性

所有系统对象通用

`一步`	运行系统对象算法
`释放`	释放资源并允许更改System对象属性值和输入特征
`重置`	重置System对象的内部状态

例子

FIR和IIR低通滤波器的脉冲和频率响应

打开实时脚本

为44.1 kHz采样数据创建最小阶FIR低通滤波器。指定8 kHz的通带频率，12 kHz的阻带频率，0.1 dB的通带纹波和80 dB的阻带衰减。

Fs = 44.11 e3;filtertype =“杉”；Fpass = 8e3;Fstop = 12e3;Rp = 0.1;stop = 80;FIRLPF = dsp。LowpassFilter (“SampleRate”Fs,.．.“FilterType”filtertype,.．.“PassbandFrequency”成就,.．.“StopbandFrequency”Fstop,.．.“PassbandRipple”Rp,.．.“StopbandAttenuation”, Astop);

设计一个具有与FIR低通滤波器相同特性的最小阶IIR低通滤波器。改变FilterType属性的克隆筛选器信息检索．

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

绘制FIR低通滤波器的脉冲响应。零阶系数被延迟19个样本，这等于滤波器的群延迟。FIR低通滤波器是因果FIR滤波器。

fvtool (FIRLPF“分析”，“冲动”）

绘制IIR低通滤波器的脉冲响应。

fvtool (IIRLPF“分析”，“冲动”）

绘制FIR低通滤波器的幅值和相位响应。

fvtool (FIRLPF“分析”，“频率”）

绘制IIR低通滤波器的幅值和相位响应。

fvtool (IIRLPF“分析”，“频率”）

计算实现FIR低通滤波器的成本。

成本(FIRLPF)

ans =带字段的结构:NumCoefficients: 39 NumStates: 38 MultiplicationsPerInputSample: 39 AdditionsPerInputSample: 38

计算实现IIR低通滤波器的成本。IIR滤波器比FIR滤波器的实现效率更高。

成本(IIRLPF)

ans =带字段的结构:NumCoefficients: 18 NumStates: 14 MultiplicationsPerInputSample: 18 AdditionsPerInputSample: 14

计算FIR低通滤波器的群时延。

grpdelay (FIRLPF)

计算IIR低通滤波器的群时延。FIR滤波器具有恒定的组延迟(线性相位)，而IIR滤波器则没有。

grpdelay (IIRLPF)

用低通滤波器对高斯白噪声信号进行滤波

打开脚本

创建一个具有默认属性的低通过滤器。

LPF = dsp.LowpassFilter;

创建频谱分析仪对象。

hSA = dsp。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）;保险公司。ChannelNames = {“输入”，“输出”};

实现一步在通滤波器对输入的高斯噪声白信号进行滤波。通过频谱分析仪查看输入输出信号。

为k = 1:100 Input = randn(1024,1);输出=步长(LPF，输入);(输入、输出)步骤(hSA);结束

滤波高斯白噪声

打开脚本

请注意:此示例仅在R2016b及以上版本运行。如果您正在使用较早的版本，请将对函数的每次调用替换为等效的调用一步语法。例如，myObject(x)变成step(myObject,x)。

设置IIR低通滤波器。高斯白噪声的采样率为44100 Hz。该滤波器的通带频率为8 kHz，阻带频率为12 kHz，通带纹波为0.1 dB，阻带衰减为80 dB。

Fs = 44.11 e3;filtertype =“信息检索”；Fpass = 8e3;Fstop = 12e3;Rp = 0.1;stop = 80;LPF = dsp。LowpassFilter (“SampleRate”Fs,.．.“FilterType”filtertype,.．.“PassbandFrequency”成就,.．.“StopbandFrequency”Fstop,.．.“PassbandRipple”Rp,.．.“StopbandAttenuation”, Astop);

查看低通滤波器的幅值响应。

fvtool (LPF)

创建频谱分析仪对象。

hSA = dsp。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）;保险公司。ChannelNames = {“输入”，“输出”};

对输入的白色高斯噪声信号进行滤波。通过频谱分析仪查看输入输出信号。

为k = 1:100 Input = randn(1024,1);输出= LPF(输入);hSA((输入、输出));结束

测量低通滤波器的频响特性

打开实时脚本

测量低通滤波器的频率响应特性。创建一个dsp。LowpassFilter具有默认属性的系统对象。测量滤波器的频响特性。

LPF = dsp。LowpassFilter

LPF = dsp。LowpassFilter with properties: FilterType: 'FIR' DesignForMinimumOrder: true PassbandFrequency: 8000 StopbandFrequency: 12000 PassbandRipple: 0.1000 stopband衰减:80 SampleRate: 44100显示所有属性

LPFMeas =测量

LPFMeas =采样率:44.1 kHz通带边缘:8 kHz 3-dB点:9.1311 kHz 6-dB点:9.5723 kHz止带边缘:12 kHz通带纹波:0.08289 dB止带注意。: 81.6141 dB过渡宽度:4 kHz

算法

FIR低通滤波器

当FilterType属性设置为“杉”,dsp。LowpassFilter对象作为FIR低通滤波器。

在这个构型中，dsp。LowpassFilter有替代使用的方法吗firceqrip而且firgr与dsp。FIRFilter．该对象将两步过程浓缩为一个步骤。对于最小阶设计，对象采用广义Remez FIR滤波器设计算法。对于指定顺序的设计，对象采用了约束等纹波FIR滤波器设计算法。然后将所设计的滤波器实现为线性相位Type-1滤波器直接的形式结构。你可以使用测量验证设计是否符合规定的规格。

IIR低通滤波器

当FilterType属性设置为“信息检索”,dsp。LowpassFilter对象作为IIR低通滤波器。在此配置中，对象使用椭圆设计方法来计算满足滤波器设计规范所需的SOS和缩放值。对象使用SOS和缩放值来设置一个直接形式I双二次型IIR滤波器，它构成了IIR版本的基础dsp。LowpassFilter系统对象。你可以使用测量验证设计是否符合规定的规格。

参考文献

[1] Shpak, d.j.和A. Antoniou。一种用于FIR数字滤波器设计的广义Remez方法。IEEE^®电路与系统汇刊．第37卷第2期，1990年2月，第161-174页。

[2]塞莱斯尼克，i.w.和c.s.伯勒斯。“交换算法补充了线性相位FIR滤波器设计的Parks-McClellan算法。”IEEE电路与系统汇刊．第44卷，第2期，1997年2月，第137-143页

扩展功能

C/ c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

使用注意事项和限制:

看到系统对象在MATLAB代码生成(MATLAB编码器)。

该对象支持ARM的代码生金宝app成^®皮质^®ARM Cortex-A处理器。

定点转换
使用定点设计器设计和模拟定点系统。

另请参阅

功能

多项式系数|成本|freqz|fvtool|generatehdl|grpdelay|impz|信息|测量

系统对象

dsp。HighpassFilter

主题

在R2015a中引入

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