Bandpass Filter (Obsolete)

(削除済み) バンドパス フィルターの設計

Bandpass Filter ブロックは削除されました。代わりに、Bandpass FIR Filter Design ブロックまたは Bandpass IIR Filter Design ブロックを使用してください。

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ライブラリ:
DSP System Toolbox / Filtering / Filter Designs

説明

このブロックは、関数 filterBuilder のフィルター設計機能を Simulink^® 環境に提供します。

このブロックは、C/C++ コード生成と SIMD コード生成をサポートします。詳細については、コード生成を参照してください。

端子

入力

Port_1 — 入力信号

スカラー | ベクトル | 行列

フィルターする入力信号。スカラー、ベクトルまたは行列として指定します。

データ型: single | double

出力

Port_1 — フィルター処理された出力信号

スカラー | ベクトル | 行列

フィルター処理された出力信号。スカラー、ベクトルまたは行列として指定します。

データ型: single | double

パラメーター

フィルター応答の表示 — フィルターの可視化ツールを開く

button

このボタンは、フィルターの可視化ツール (FVTool) を Signal Processing Toolbox™ 製品から開きます。このツールを使用して以下を表示できます。

• 周波数領域の振幅応答、位相応答および群遅延。

• 時間領域のインパルス応答とステップ応答。

• 極-零点情報。

ツールから提供されるフィルター次数、安定性、位相線形性についての情報を元に、フィルターのパフォーマンスを評価することもできます。FVTool の詳細については、Signal Processing Toolbox ドキュメンテーションを参照してください。

インパルス応答 — FIR または IIR フィルター

FIR (既定値) | IIR

[FIR] または [IIR] フィルターの実装を選択します。

メモ

FIR フィルターの設計法と構造は、IIR フィルターの設計法と構造とは異なります。

次数モード — フィルター次数の指定モード

最小値 (既定値) | 指定

[最小値] を選択し、ブロックで最小次数をもつフィルターを実装します。[指定] を選択する場合、[次数] パラメーターを使用してフィルター次数を入力しなければなりません。

ヒント

[インパルス応答] を [IIR] に設定すると、分子と分母に異なる次数を指定できます。分母に異なる次数を指定するには、[間引き係数] チェック ボックスをオンにします。

次数 — フィルター次数

20 (既定値) | 正の整数

フィルター次数を正の整数で指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[次数モード] を [指定] に設定します。

分母次数 — 分母次数の指定

off (既定値) | on

このチェック ボックスをオンにして、分母に異なる次数を指定します。このチェック ボックスをオンにすると、結果のテキスト ボックスに分母次数を正の整数として指定できます。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[インパルス応答] を [IIR]、[次数モード] を [指定] に設定します。

フィルター タイプ — フィルターのタイプ

シングルレート (既定値) | 間引き | 内挿 | サンプルレート変換

実装するフィルターのタイプを選択します。この選択によって、フィルターのタイプと、フィルターの実装に使用できる設計法と構造が決定されます。

依存関係

• [間引き] または [内挿] を選択すると、それぞれ [間引き係数] オプションまたは [内挿係数] オプションが有効になります。

• [サンプルレート変換] を選択すると、両方の数が有効になります。

間引き係数 — 間引き係数

2 (既定値) | 正の整数

間引き係数を正の整数で指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[フィルター タイプ] を [間引き] または [サンプルレート変換] に設定します。

内挿係数 — 内挿係数

2 (既定値) | 正の整数

内挿係数を正の整数で指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[フィルター タイプ] を [内挿] または [サンプルレート変換] に設定します。

周波数制約 — 周波数応答の制約

Passband and stopband edges (既定値) | 通過帯域周波数 | 電力半値 (3 dB) 周波数 | 電力半値 (3 dB) 周波数と通過帯域幅 | 電力半値 (3 dB) 周波数と阻止帯域幅 | カットオフ (6 dB) 周波数

[次数モード] を [指定] に設定すると、このパラメーターでブロックが周波数応答の特性を定義するときに使用するフィルター機能を選択できます。選択する [インパルス応答] によって、[周波数制約] を次のいずれかに設定できます。

• Passband and stopband edges — 阻止帯域と通過帯域のエッジの周波数を指定します。

• 通過帯域周波数 — IIR フィルターの場合、通過帯域のエッジの周波数を指定して、フィルターを定義します。

• Stopband edges — IIR フィルターの場合、阻止帯域のエッジの周波数を指定して、フィルターを定義します。

• 電力半値 (3 dB) 周波数 — IIR フィルターの場合、3 dB ポイントの位置を指定して、フィルター応答を定義します。3 dB ポイントは、通過帯域値の下にある 3 dB ポイントに対する周波数です。

• 電力半値 (3 dB) 周波数と通過帯域幅 — IIR フィルターの場合、フィルター応答の 3 dB ポイントに対する周波数と通過帯域の幅を指定して、フィルターを定義します。

• 電力半値 (3 dB) 周波数と阻止帯域幅 — IIR フィルターの場合、フィルター応答の 3 dB ポイントに対する周波数と阻止帯域の幅を指定して、フィルターを定義します。

• カットオフ (6 dB) 周波数 — FIR フィルターの場合、6 dB ポイントの位置を指定して、フィルター応答を定義します。6 dB ポイントは、通過帯域値の下にある 6 dB に対する周波数です。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[次数モード] を [指定] に設定します。使用可能な [周波数制約] は [インパルス応答] が [FIR] と [IIR] のどちらであるかによって異なります。

周波数単位 — 周波数単位

正規化 (0 - 1) (既定値) | Hz | kHz | MHz | GHz

このパラメーターを使用して、周波数設定が正規化されるか、絶対周波数であるかどうかを指定します。[正規化 (0 - 1)] を選択し、正規化された形式の周波数を入力します。絶対値の周波数を入力するには、ドロップダウン リストから、[Hz]、[kHz]、[MHz] または [GHz] のいずれかの周波数単位を選択します。

入力サンプル レート — 入力サンプル レート

2 (既定値) | 正のスカラー

[周波数単位] に対して選択した単位で指定する Fs は、フィルター入力のサンプリング周波数を定義します。入力サンプリング周波数を指定すると、仕様内のすべての周波数も選択した単位になります。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[フィルター タイプ] を [シングルレート]、[間引き]、または [サンプルレート変換] に設定し、[周波数単位] をいずれかの単位オプション ([Hz]、[kHz]、[MHz]、[GHz]) に設定します。

出力サンプル レート — 出力のサンプル レート

2 (既定値) | 正のスカラー

内挿を設計するとき、Fs はフィルター出力のサンプリング周波数を表します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[フィルター タイプ] を [内挿] に設定し、[周波数単位] をいずれかの単位オプション ([Hz]、[kHz]、[MHz]、[GHz]) に設定します。

阻止帯域周波数 1 — 最初の阻止帯域の末尾のエッジの周波数

0.35 (既定値) | 正のスカラー

最初の阻止帯域の末尾のエッジの周波数を入力します。[周波数単位] で選択した、正規化周波数単位または絶対単位のどちらかで値を指定します。

通過帯域周波数 1 — 通過帯域の先頭のエッジの周波数

0.45 (既定値) | 正のスカラー

通過帯域の先頭のエッジの周波数を入力します。[周波数単位] で選択した、正規化周波数単位または絶対単位のどちらかで値を指定します。

通過帯域周波数 2 — 通過帯域の末尾のエッジの周波数

.55 (既定値) | 正のスカラー

通過帯域の末尾のエッジの周波数を入力します。[周波数単位] で選択した、正規化周波数単位または絶対単位のどちらかで値を指定します。

阻止帯域周波数 2 — 2 番目の阻止帯域の先頭のエッジの周波数

.65 (既定値) | 正のスカラー

2 番目の阻止帯域の先頭のエッジの周波数を入力します。[周波数単位] で選択した、正規化周波数単位または絶対単位のどちらかで値を指定します。

電力半値 (3 dB) 周波数 1 — 3 dB ポイント低い周波数

.4 (既定値) | 正のスカラー

3 dB ポイント低い周波数を 0 と 1 の間の正のスカラーとして指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[インパルス応答] を [IIR]、[次数モード] を [指定]、[周波数制約] を [電力半値 (3 dB) 周波数]、[電力半値 (3 dB) 周波数と通過帯域幅]、または [電力半値 (3 dB) 周波数と阻止帯域幅] に設定します。

電力半値 (3 dB) 周波数 2 — 3 dB ポイント高い周波数

.6 (既定値) | 正のスカラー

3 dB ポイント高い周波数を 0 と 1 の間の正のスカラーとして指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[インパルス応答] を [IIR]、[次数モード] を [指定]、[周波数制約] を [電力半値 (3 dB) 周波数]、[電力半値 (3 dB) 周波数と通過帯域幅]、または [電力半値 (3 dB) 周波数と阻止帯域幅] に設定します。

カットオフ (6 dB) 周波数 1 — 6 dB ポイント低い周波数

.4 (既定値) | 正のスカラー

6 dB ポイント低い周波数を 0 と 1 の間の正のスカラーとして指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[周波数制約] を [カットオフ (6 dB) 周波数] に設定します。

カットオフ (6 dB) 周波数 2 — 6 dB ポイント高い周波数

.6 (既定値) | 正のスカラー

6 dB ポイント高い周波数を 0 と 1 の間の正のスカラーとして指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[周波数制約] を [カットオフ (6 dB) 周波数] に設定します。

通過帯域 — 通過帯域

.15 (既定値) | 正のスカラー

[周波数単位] パラメーターに対応する単位で通過帯域の幅を正のスカラーとして指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[周波数制約] を [電力半値 (3 dB) 周波数と通過帯域幅] に設定します。

阻止帯域 — 阻止帯域の幅

.25 (既定値) | 正のスカラー

[周波数単位] パラメーターに対応する単位で阻止帯域の幅を正のスカラーとして指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[周波数制約] を [電力半値 (3 dB) 周波数と阻止帯域幅] に設定します。

振幅の制約 — 振幅の制約

制約なし (既定値) | 制約付き帯域 | 通過帯域リップル | 通過帯域リップルと阻止帯域の減衰量 | 阻止帯域の減衰量

フィルター設計の振幅の制約を指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[次数モード] を [指定] に設定します。使用可能なオプションは、[周波数制約] パラメーターの値によって異なります。

振幅単位 — 振幅仕様の単位

dB (既定値) | 線形 | 2 乗

振幅仕様に定義する任意のパラメーターの単位を指定します。

• [線形] — 振幅を線形単位で指定します。

• [dB] — 振幅をデシベル (既定の設定) 単位で指定します。

• [2 乗] — 振幅を 2 乗単位で指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[次数モード] を [最小値] に設定します。

阻止帯域の減衰量 1 — 最初の阻止帯域でのフィルター減衰量

60 (既定値) | 実数値の正のスカラー

最初の阻止帯域のフィルターの減衰量を [振幅単位] で選択した単位で入力します。値は実数で正のスカラーでなければなりません。値を線形単位で指定する場合は、1 より小さくなければなりません。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[次数モード] を [最小値] に設定します。

通過帯域リップル — 通過帯域で許容可能なフィルターのリップル

1 (既定値) | 実数値の正のスカラー

通過帯域で許容されるフィルターのリップルを [振幅単位] で選択した単位で入力します。値は実数で正のスカラーでなければなりません。値を線形単位で指定する場合は、1 より小さくなければなりません。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[次数モード] を [最小値] に設定します。

阻止帯域の減衰量 2 — 2 番目の阻止帯域でのフィルター減衰量

60 (既定値) | 実数値の正のスカラー

2 番目の阻止帯域のフィルターの減衰量を [振幅単位] で選択した単位で入力します。値は実数で正のスカラーでなければなりません。値を線形単位で指定する場合は、1 より小さくなければなりません。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[次数モード] を [最小値] に設定します。

設計法 — フィルター設計法

等リップル (既定値) | カイザー ウィンドウ | バタワース | チェビシェフ I 型 | チェビシェフ II 型 | 楕円

入力した周波数と振幅の指定に使用できる設計法を示します。インパルス応答の変更など、フィルターの仕様を変更すると、フィルターの設計に使用できる方法も変更されます。既定の IIR 設計法は通常、[バタワース] で、既定の FIR 設計法は [等リップル] です。

オーバー フローの回数を減らすために SOS フィルター係数をスケーリング — フィルター係数のスケーリング

on (既定値) | off

このパラメーターを選択すると、フィルター係数をスケーリングして、フィルターの入力または計算がオーバーフローしてフィルターの表現可能な範囲を超過する確率を削減するように設計に指示が送られます。このオプションをオフにすると、スケーリングは行われません。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[インパルス応答] を [IIR] に設定します。

密度係数 — 密度係数

16 (既定値) | 正のスカラー

密度係数は、設計法の最適化によって評価されるフィルター応答関数の周波数グリッドの密度を制御します。グリッド内の等間隔の点の数は、[密度係数] に入力する値と filter order + 1 を掛け合わせた値です。

この値を増加すると、理想的な等リップル フィルターをさらに密接に近似するフィルターが作成されますが、フィルターの設計に必要な時間が増加します。既定値の 16 は、理想的なフィルターの正確な近似と、フィルターの設計時間との間のバランスをとった妥当な値です。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[インパルス応答] を [FIR]、[設計手法] を [等リップル] に設定します。

位相の制約 — 位相の制約

線形 (既定値) | 最大値 | 最小値

フィルターの位相の制約を Linear、Maximum または Minimum として指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[インパルス応答] を [FIR]、[設計手法] を [等リップル] に設定します。

厳密に一致 — 通過帯域、阻止帯域、または両方の帯域に一致

阻止帯域 (既定値) | 通過帯域 | 両方

結果のフィルター設計が通過帯域、阻止帯域、または両方の帯域に一致することを指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[インパルス応答] を [IIR] に設定します。

最小次数 — 最小フィルター次数

任意 (既定値) | 偶数 | 奇数

このパラメーターを選択すると、仕様を満たす最小次数のフィルターが設計法により決定され、設計されます。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[インパルス応答] を [FIR]、[次数モード] を [最小値] に設定します。

構造 — フィルター構造

直接型 FIR (既定値) | 直接型 FIR 転置 | 直接型対称 FIR | カスケード最小の乗算のオールパス | カスケード波形デジタル フィルターのオールパス | 直接型 I SOS | 直接型 I 転置構成 SOS | 直接型 II SOS | 直接型 II 転置構成 SOS

選択したフィルター仕様と設計法に対して、このパラメーターはフィルターの実装に使用できるフィルターの構造を示します。既定の設定では、FIR フィルターは直接型構造を使用し、IIR フィルターは SOS をもつ直接型 II フィルターを使用します。

基本要素を使用してフィルターのカスタマイズを有効にする — Simulink の基本ブロックを使用したフィルターの実装

off (既定値) | on

このチェック ボックスをオンにして、フィルターを基本の Simulink ブロックのサブシステムとして実装します。フィルターを高水準のサブシステムとして実装するには、チェック ボックスをオフにします。

高水準での実装により、さまざまなフィルター構造全体での互換性が向上します。特に、基本要素を使って構築したときに代数ループを含むようなフィルターではそれが顕著です。

依存関係

このチェック ボックスをオンにすると、ブロックは以下の最適化パラメーターを有効にします。

• 0 のゲインを最適化する — 0 のゲインをもつ Gain ブロックを含む連鎖を終了します。

• 単位ゲインを最適化する — 1 の係数でスケーリングする Gain ブロックを削除します。

• 遅延連鎖を最適化する — n の単位遅延からなる遅延連鎖を n の単一遅延で置き換えます。

• 負のゲインを最適化する — Gain ブロックでの負のゲインではなく、Sum ブロックでの減算を使用します。

単位スケール値を最適化する — 単位スケール値の最適化

off (既定値) | on

このチェック ボックスをオンにして、SOS フィルターのセクション間での単位ゲインをスケーリングします。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[インパルス応答] を [IIR] に設定します。

レート オプション — シングルレート処理を適用またはマルチレート処理を許可

シングルレート処理を適用 (既定値) | マルチレート処理を許可

[フィルター タイプ] パラメーターでマルチレート フィルターを指定する場合、ブロックのレート処理規則を選択します。

• シングルレート処理を適用 — このオプションを選択すると、ブロックは入力のサンプル レートを維持します。

• マルチレート処理を許可 — このオプションを選択すると、ブロックはサンプル数の増減に合わせて出力レートを調整します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[インパルス応答] を [FIR]、[フィルター タイプ] をマルチレート フィルターに設定します。

係数に対して変数名を使用する — MATLAB 変数を使用して係数を指定

off (既定値) | on

このチェック ボックスをオンにすると、MATLAB^® 変数を使用する係数の指定が有効になります。使用可能な係数の名前はフィルター構造によって異なります。シンボリック名を使用すると、生成したコードでフィルター係数を調整できます。

ブロックの特性

データ型	double | single
多次元信号	いいえ
可変サイズの信号	いいえ

拡張機能

C/C++ コード生成

Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

Intel AVX2 コード置換ライブラリを使用した SIMD コードの生成

メモ

Embedded Coder^® のライセンスが必要です。

Bandpass Filter ブロックは、次の条件を満たす場合、Intel AVX2 コード置換ライブラリを使用した SIMD コード生成をサポートします。

• [インパルス応答] が [FIR] に設定されている。

• [フィルター タイプ] が [シングルレート] に設定されている。

• [構造体] が [直接型 FIR] または [直接型 FIR 転置構成] に設定されている。

• [基本要素を使用してフィルターのカスタマイズを有効にする] パラメーターが選択されていない。

• [入力処理] が [チャネルとしての列 (フレーム ベース)] に設定されている。

• 入力信号のデータ型が single または double である。

ターゲット ハードウェアの命令セット拡張を活用した SIMD コードの生成

メモ

Simulink Coder™ または Embedded Coder のライセンスが必要です。

次の条件を満たす場合、モデル コンフィギュレーション パラメーター [ターゲット ハードウェアの命令セット拡張を活用] を使用してすべての Intel^® プラットフォームおよび ARM^® Cortex^®-A プロセッサ上で Bandpass Filter ブロックの SIMD コードを生成できます。

• [インパルス応答] が [FIR] に設定されている。

• [フィルター タイプ] が [シングルレート] に設定されている。

• [構造体] が [直接型 FIR] に設定されている。

• [基本要素を使用してフィルターのカスタマイズを有効にする] パラメーターが選択されていない。

• [入力処理] が [チャネルとしての列 (フレーム ベース)] に設定されている。

• 入力信号のデータ型が single である (ARM Cortex-A プロセッサ)

• 入力信号のデータ型が single または double である (Intel プラットフォーム)

SIMD テクノロジーにより、生成コードのパフォーマンスが大幅に向上します。詳細については、SIMD コード生成を参照してください。このブロックから SIMD コードを生成するには、以下を参照してください。

• Use Intel AVX2 Code Replacement Library to Generate SIMD Code from Simulink Blocks

• Use Target Hardware Instruction Set Extensions to Generate SIMD Code from Simulink Blocks for Intel Platforms

• Use Target Hardware Instruction Set Extensions to Generate SIMD Code from Simulink Blocks for ARM Cortex-A Processors

バージョン履歴

R2006b で導入

R2024b: Bandpass Filter ブロックは削除済み

Bandpass Filter ブロックは削除されました。バンドパス フィルターを設計するには、Bandpass FIR Filter Design ブロックまたは Bandpass IIR Filter Design ブロックを使用します。バンドパス フィルターを使用して信号をフィルター処理するには、Discrete FIR Filter (Simulink) ブロック、Second-Order Section Filter ブロック、または Fourth-Order Section Filter ブロックを使用します。

R2024a: Bandpass Filter ブロックは削除予定

Bandpass Filter ブロックは将来のリリースで削除される予定です。

参考

ブロック

• Bandpass FIR Filter Design | Bandpass IIR Filter Design

関数

• filterBuilder | fdesign.bandstop