dsp。VariableBandwidthFIRFilter

可变带宽FIR滤波器

在页面中全部展开

描述

的dsp。VariableBandwidthFIRFilter对象使用FIR过滤器实现过滤输入的每个通道。它做到这一点的同时具有调优带宽的能力。

对输入的每个通道进行过滤:

创建dsp。VariableBandwidthFIRFilter对象并设置其属性。
调用带有参数的对象，就像调用函数一样。

要了解更多关于System对象如何工作的信息，请参见什么是系统对象?(MATLAB)。

创建

语法

VBW = dsp。VariableBandwidthFIRFilter

vbw = dsp.VariableBandwidthFIRFilter(名称，值)

描述

vbw= dsp。VariableBandwidthFIRFilter返回一个系统对象™，vbw，它在对对象的连续调用中独立地筛选输入的每个通道。滤波器的截止频率可以在滤波操作期间进行调谐。采用窗口法设计了可变带宽FIR滤波器。

例子

vbw= dsp。VariableBandwidthFIRFilter (名称,值）返回可变带宽FIR滤波器系统对象，vbw，每个属性都设置为指定的值。可以以任意顺序指定附加的名称-值对参数，如(Name1, Value1,…,的家）.

属性

全部展开

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，而释放函数解锁它们。

如果属性是可调，您可以随时更改其值。

有关更改属性值的更多信息，请参见在MATLAB中使用系统对象设计系统(MATLAB)。

`SampleRate`- - - - - -输入采样率
`44100`(默认)|积极的标量

输入采样速率，指定为Hz的正标量。此属性不可调。

数据类型:双|单

`FilterType`- - - - - -过滤器类型
`低通滤波器的`(默认)|`“高反差保留”`|`“带通”`|`“Bandstop”`

指定过滤器的类型为之一'Lowpass' | 'Highpass' | 'Bandpass' | 'Bandstop'．此属性不可调。

`FilterOrder`- - - - - -FIR滤波器顺序
`30.`(默认)|正整数

指定FIR过滤器的顺序为一个正整数标量。此属性不可调。

数据类型:双|单

`窗口`- - - - - -窗口函数
`“损害”`(默认)|`“汉明”`|`“切比雪夫”`|`“皇帝”`

指定用于设计FIR滤波器的窗口函数“损害”|“汉明”|“切比雪夫”|“皇帝”．此属性不可调。

`KaiserWindowParameter`- - - - - -Kaiser窗口参数
`0．5`(默认)|真正的标量

将Kaiser窗口参数指定为一个实标量。此属性不可调。

依赖关系

属性时应用此属性“窗口”财产“皇帝”．

数据类型:双|单

`CutoffFrequency`- - - - - -滤波器截止频率
`512`(默认)|积极的标量

指定滤波器截止频率(以Hz为单位)为一个实的正标量，小于SampleRate / 2．

可调:是的

依赖关系

属性时，此属性将应用FilterType财产低通滤波器的或“高反差保留”．

数据类型:双|单

`CenterFrequency`- - - - - -滤波中心频率
`11025`(默认)|积极的标量

指定以Hz为单位的滤波中心频率为一个小于的实数正数标量SampleRate / 2．

可调:是的

依赖关系

属性时应用此属性FilterType财产“带通”或“Bandstop”．

数据类型:双|单

`带宽`- - - - - -滤波器的带宽
`7680`(默认)|积极的标量

指定以赫兹为单位的滤波器带宽为一个实数，正标量，小于SampleRate / 2．

可调:是的

依赖关系

属性时，此属性将应用FilterType财产“带通”或“Bandstop”．

数据类型:双|单

`SidelobeAttenuation`- - - - - -切比雪夫窗旁瓣衰减
`60`(默认)|积极的标量

指定切比雪夫窗口衰减为一个真实的正标量，单位为分贝(dB)。此属性不可调。

依赖关系

属性时，此属性将应用窗口财产“切比雪夫”．

数据类型:双|单

使用

语法

Y = vbw(x)

描述

例子

y= vbw (x）对输入信号进行滤波x使用可变带宽FIR滤波器产生输出y．可变带宽FIR滤波器对象在每个通道上操作，这意味着该对象在对算法的连续调用中独立地过滤输入信号的每一列。

输入参数

全部展开

`x`- - - - - -数据输入
向量|矩阵

数据输入，指定为向量或矩阵。该对象还接受可变大小的输入。一旦对象被锁定，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:双|单
复数支持:金宝app是的

输出参数

全部展开

`y`-过滤输出
向量|矩阵

过滤后的输出，作为向量或矩阵返回。输出信号的大小、数据类型和复杂度与输入信号的大小、数据类型和复杂度相匹配。

数据类型:双|单
复数支持:金宝app是的

对象的功能

要使用对象函数，请将System对象指定为第一个输入参数。例如，释放名为obj，使用以下语法:

发行版(obj)

全部展开

特定于`dsp。VariableBandwidthFIRFilter`

`freqz`	滤波器的频率响应
`fvtool`	可视化DSP滤波器的频率响应
`impz`	离散时间滤波器的脉冲响应系统对象
`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`	离散时间滤波器的群时延响应系统对象

通用于所有系统对象

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

例子

全部展开

通过可变带宽带通FIR滤波器进行滤波

打开脚本

请注意:本例仅在R2016b或更高版本中运行。如果您使用的是较早的版本，请将对函数的每次调用替换为等效函数一步语法。例如，myObject(x)变成step(myObject,x)。

这个例子向您展示了如何调优FIR滤波器的中心频率和带宽。

Fs = 44100;输入抽样率%定义一个带通可变带宽FIR滤波器:VBW = dsp。VariableBandwidthFIRFilter (“FilterType”，“带通”，.．.“FilterOrder”, 100,.．.“SampleRate”Fs,.．.“CenterFrequency”1 e4,.．.“带宽”4 e3);Tfe = dsp。TransferFunctionEstimator (“FrequencyRange”，“单向的”）;Aplot = dsp。ArrayPlot (“PlotType”，“行”，.．.“XOffset”0,.．.“YLimits”-120年[5],.．.“SampleIncrement”, 44100/1024,.．.“YLabel”，“频率响应(dB)”，.．.“包含”，的频率(赫兹)，.．.“标题”，“系统传递函数”）;FrameLength = 1024;sin = dsp。SineWave (“SamplesPerFrame”, FrameLength);为i = 1:50 0%生成输入x = sin () + randn(FrameLength,1);通过过滤器传递输入Y = vbw(x);%传递函数估计H = tfe(x,y);图传递函数aplot (20 * log10 (abs (h)))调优FIR滤波器的带宽和中心频率如果(我= = 250)vbw。CenterFrequency = 5000;vbw。Bandwidth = 2000;结束结束

算法

全部展开

冷杉的转换

所有转换都假设长度为2N+1的低通滤波器。

Lowpass到Lowpass

考虑一个理想的归一化截止频率ω的低通砖墙滤波器_c1．对理想频率响应进行离散傅里叶反变换，将得到的序列剪至2N+1长度，则脉冲响应为:

$\begin{array}{l} f o r n ＝ 0 \\ h_{l P} （ n ）＝ \frac{ω_{c}}{π} ． w （ 0 ） \\ f o r 1 \leq n | | \leq N \\ h_{l P} （ n ）＝ \frac{罪（ ω_{c} n ）}{π n} ． w （ n ） \end{array}$

其中w(n)是窗口向量。低通滤波器系数被调到新的截止频率ω_c2如下:

$\begin{array}{l} f o r n ＝ 0 \\ h_{l P} （ n ）＝ \frac{ω_{c 2}}{π} ． ω （ 0 ） \\ f o r 1 \leq | n | \leq N \\ h_{l P} （ n ）＝ \frac{罪（ ω_{c 2} n ）}{π n} ． ω （ n ） \end{array}$

不需要每次调优截止频率时都重新计算窗口。

Lowpass变为Highpass

假设一个归一化6分贝截止频率ω的低通滤波器_c，取低通频率响应的补:H可得到具有相同截止频率的高通滤波器_惠普(e^jω) = 1 - h_LP(e^jω）

对上述响应进行离散傅里叶反变换，得到以下高通滤波器系数:

$\begin{array}{l} f o r n ＝ 0 \\ h_{h p} （ n ）＝ 1 - h_{l P} （ n ） \\ f o r 1 \leq | n | \leq N \\ h_{h p} （ n ）＝ - h_{l P} （ n ） \end{array}$

低通到带通

以频率ω为中心滤波的带通₀可以通过移动低通响应得到:

H_{英国石油公司}(e^jω) = h_LP(e^j(ω-ω₀) + h_LP(e^{j(ω-ω₀）}）

由此产生的带通滤波器的带宽为2ω_c，为带通滤波器两个截止频率之间的测量值。等效带通滤波器系数为:

$\begin{array}{l} h_{B P} （ n ）＝（ e^{j ω_{0} n} + e^{- j ω_{0} n} ） h_{l P} （ n ） \\ 可以写成: \\ h_{B P} （ n ）＝ 2 因为（ ω_{0} n ） h_{l P} （ n ） \end{array}$

低通到带停

通过结合高通和带通变换，我们可以将低通滤波器转换为带阻滤波器。也就是说，首先通过移动低通响应使滤波器带通，然后反转得到以ω为中心的带阻响应₀．

H_废话(e^jω) = 1 - (h_LP(e^{j(ω-ω₀）}) + h_LP(e^{j(ω+ω₀）}）)

这会产生以下系数:

$\begin{array}{l} f o r n ＝ 0 \\ h_{B 年代} （ n ）＝ 1 - 2 因为（ ω_{0} n ） h_{l P} （ n ） \\ f o r 1 \leq | n | \leq N \\ h_{B 年代} （ n ）＝ - 2 因为（ ω_{0} n ） h_{l P} （ n ） \end{array}$

广义的转换

上面突出显示的转换可以组合起来将低通滤波器转换为具有任意截止的低通、高通、带通或带阻滤波器。

例如，转换一个截止ω的低通滤波器_c1到截止ω的高通_c2，你首先应用低通到低通转换，得到一个带截止ω的低通滤波器_c2，然后应用low - pass-高通变换得到带截止ω的高通_c2．

得到一个中心频率为ω的带通滤波器₀对于带宽β，我们首先应用低通到低通变换从截止ω的低通_c到截止值为β/2的低通，然后应用低通到带通变换得到所需的带通滤波器。同样的方法也可以应用于带阻滤波器。

参考文献

Jarske, P,Y。Neuvo和S. K. Mitra，“可变特性线性相位FIR数字滤波器的简单设计方法”。信号处理。1988年6月，第14卷第4期，第313-326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MATLAB代码生成中的系统对象(MATLAB编码器)。

另请参阅

功能

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

系统对象

dsp。所有poleFilter|dsp。BiquadFilter|dsp。FIRFilter|dsp。IIRFilter|dsp。VariableBandwidthIIRFilter

dsp。VariableBandwidthFIRFilter

描述

创建

语法

描述

属性

SampleRate- - - - - -输入采样率44100(默认)|积极的标量

FilterType- - - - - -过滤器类型低通滤波器的(默认)|“高反差保留”|“带通”|“Bandstop”

FilterOrder- - - - - -FIR滤波器顺序30.(默认)|正整数

窗口- - - - - -窗口函数“损害”(默认)|“汉明”|“切比雪夫”|“皇帝”

KaiserWindowParameter- - - - - -Kaiser窗口参数0．5(默认)|真正的标量

依赖关系

CutoffFrequency- - - - - -滤波器截止频率512(默认)|积极的标量

依赖关系

CenterFrequency- - - - - -滤波中心频率11025(默认)|积极的标量

依赖关系

带宽- - - - - -滤波器的带宽7680(默认)|积极的标量

依赖关系

SidelobeAttenuation- - - - - -切比雪夫窗旁瓣衰减60(默认)|积极的标量

依赖关系

使用

语法

描述

输入参数

x- - - - - -数据输入向量|矩阵

输出参数

y-过滤输出向量|矩阵

对象的功能

特定于dsp。VariableBandwidthFIRFilter

通用于所有系统对象

例子

通过可变带宽带通FIR滤波器进行滤波

算法

冷杉的转换

Lowpass到Lowpass

Lowpass变为Highpass

低通到带通

低通到带停

广义的转换

参考文献

扩展功能

C/ c++代码生成使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

另请参阅

功能

系统对象

块

主题

在R2014a中介绍

DSP系统工具箱文档

金宝app

尝试MATLAB, Si金宝appmulink和其他产品下载188bet金宝搏

`SampleRate`- - - - - -输入采样率
`44100`(默认)|积极的标量

`FilterType`- - - - - -过滤器类型
`低通滤波器的`(默认)|`“高反差保留”`|`“带通”`|`“Bandstop”`

`FilterOrder`- - - - - -FIR滤波器顺序
`30.`(默认)|正整数

`窗口`- - - - - -窗口函数
`“损害”`(默认)|`“汉明”`|`“切比雪夫”`|`“皇帝”`

`KaiserWindowParameter`- - - - - -Kaiser窗口参数
`0．5`(默认)|真正的标量

`CutoffFrequency`- - - - - -滤波器截止频率
`512`(默认)|积极的标量

`CenterFrequency`- - - - - -滤波中心频率
`11025`(默认)|积极的标量

`带宽`- - - - - -滤波器的带宽
`7680`(默认)|积极的标量

`SidelobeAttenuation`- - - - - -切比雪夫窗旁瓣衰减
`60`(默认)|积极的标量

`x`- - - - - -数据输入
向量|矩阵

`y`-过滤输出
向量|矩阵

特定于`dsp。VariableBandwidthFIRFilter`

C/ c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。