dsp.BiquadFilter

双二次構造を使用した IIR フィルター

説明

dsp.BiquadFilter オブジェクトは、双二次セクションのカスケードを実装します。ここで、各セクションの係数は、N 行 6 列の 2 次セクション型 (SOS) 行列の個別の行で提供されます。SOS 行列の各行には、フィルターのセクションに対応する分子係数と分母係数が含まれています。結果として得られるフィルターは、ベクトル入力または行列入力に適用可能です。ここで、各列は、個別に処理されるデータのチャネルを表します。

双二次または SOS を使用して IIR フィルター構造を実装するには、次のようにします。

dsp.BiquadFilter オブジェクトを作成し、そのプロパティを設定します。
関数と同様に、引数を指定してオブジェクトを呼び出します。

System object の機能の詳細については、System object とはを参照してください。

作成

構文

biquad = dsp.BiquadFilter

biquad = dsp.BiquadFilter(sosmatrix,scalevalues)

biquad = dsp.BiquadFilter(Name,Value)

説明

biquad = dsp.BiquadFilter は双二次 IIR (SOS) フィルター System object™ biquad を返します。これは、SOS セクション [1 0.3 0.4 1 0.1 0.2] を直接型 II 転置構造で使用して、時間の経過と共に入力の各チャネル (列) を個別にフィルター処理します。

例

biquad = dsp.BiquadFilter(sosmatrix,scalevalues) は、SOSMatrix プロパティが sosmatrix に設定され、ScaleValues プロパティが scalevalues に設定された双二次フィルターオブジェクトを返します。

例

biquad = dsp.BiquadFilter(Name,Value) は、各プロパティが指定の値に設定された双二次フィルターオブジェクト biquad を返します。

プロパティ

すべて展開する

特に指定がない限り、プロパティは "調整不可能" です。つまり、オブジェクトの呼び出し後に値を変更することはできません。オブジェクトは呼び出すとロックされ、ロックを解除するには関数 release を使用します。

プロパティが "調整可能" の場合、その値をいつでも変更できます。

プロパティ値の変更の詳細については、System object を使用した MATLAB でのシステム設計を参照してください。

`Structure` — フィルター構造
`'Direct form II transposed'` (既定値) | `'Direct form I'` | `'Direct form I transposed'` | `'Direct form II'`

フィルター構造を 'Direct form I'、'Direct form I transposed'、'Direct form II'、'Direct form II transposed' として指定します。

`SOSMatrixSource` — SOS 行列のソース
`'Property'` (既定値) | `'Input port'`

SOS 行列のソースに 'Property' または 'Input port' を指定します。

`SOSMatrix` — SOS 行列
`[1 0.3 0.4 1 0.1 0.2]` (既定値) | N 行 6 列の行列

2 次セクション型 (SOS) 行列を N 行 6 列の行列として指定します。N はフィルターのセクション数です。SOS 行列の各行には、フィルターのセクションに対応する分子係数と分母係数が含まれています。双二次フィルターのシステム関数 H(z) は次のようになります。

$H (z) = \frac{\sum_{k = 0}^{2} b_{k} z^{- k}}{1 - \sum_{l = 1}^{2} a_{l} z^{- l}}$

係数は、SOS 行列の行で (b₀, b_1,b_2,1, –a₁, –a₂) のように順序付けられます。係数には実数値または複素数値を使用できます。このプロパティは、SOSMatrixSource プロパティを Property に設定した場合にのみ適用されます。双二次フィルターの最初の分母係数 a₀は、指定値にかかわらず、各フィルターセクションで 1 と等しくなります。

データ型: single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64 | fi

`ScaleValues` — 各双二次セクションのスケール値
`1` (既定値) | スカラー | ベクトル

双二次フィルターの各セクションの前後に適用するスケール値を指定します。ScaleValues はスカラーまたは長さが N+1 のベクトルでなければなりません。ここで N はセクション数です。このプロパティをスカラーに設定すると、スカラー値はフィルターの最初のセクションの前でのみゲイン値として使用されます。残りのゲイン値は 1 に設定されます。このプロパティを N+1 値のベクトルに設定すると、各値がフィルターの個別のセクションで使用されます。

依存関係

このプロパティは、SOSMatrixSource プロパティを Property に設定した場合にのみ適用されます。

`InitialConditions` — 直接型 II 構造の初期条件
`0` (既定値) | スカラー | ベクトル | 行列

Structure プロパティが Direct form II または Direct form II transposed のいずれかの場合に、フィルター状態の初期条件を指定します。直接型 II 双二次フィルターの状態要素または遅延要素の数 (零点と極) はフィルターセクション数の 2 倍に等しくなります。初期条件はスカラー、ベクトルまたは行列として指定できます。

スカラー値を指定すると、双二次フィルターはフィルターのすべての遅延要素をその値に初期化します。フィルターの遅延要素数に等しい長さのベクトルを指定すると、各ベクトル要素は対応する遅延要素に一意の初期条件を指定します。

双二次フィルターは初期条件の同じベクトルを入力信号の各チャネルに適用します。フィルターの入力チャネル数と遅延要素数の積に等しい長さのベクトルを指定すると、各要素は対応するチャネルの対応する遅延要素に一意の初期条件を指定します。フィルターの遅延要素数と同数の行と入力信号の各チャネルに対応する列をもつ行列を指定すると、各要素は対応するチャネルの対応する遅延要素に一意の初期条件を指定します。

依存関係

このプロパティは、Structure プロパティを Direct form II または Direct form II transposed のどちらかに設定した場合にのみ適用されます。

`NumeratorInitialConditions` — 零点側の初期条件
`0` (既定値) | スカラー | ベクトル | 行列

フィルター構造の零点側でフィルター状態の初期条件を指定します。直接型 I 双二次フィルターの分子にある状態要素または遅延要素の数はフィルターセクション数の 2 倍に等しくなります。初期条件はスカラー、ベクトルまたは行列として指定できます。スカラーを指定すると、双二次フィルターはフィルターの零点側のすべての遅延要素をその値に初期化します。フィルターの零点側の遅延要素数に等しい長さのベクトルを指定すると、各ベクトル要素は対応する零点側の遅延要素に一意の初期条件を指定します。

双二次フィルターは初期条件の同じベクトルを入力信号の各チャネルに適用します。フィルターの零点側の入力チャネル数と遅延要素数の積に等しい長さのベクトルを指定すると、各要素は対応するチャネルの零点側の対応する遅延要素に一意の初期条件を指定します。フィルターの零点側の遅延要素数と同数の行と入力信号の各チャネルに対応する列をもつ行列を指定すると、各要素は対応するチャネルの零点側の対応する遅延要素に一意の初期条件を指定します。

依存関係

このプロパティは、Structure プロパティを Direct form I または Direct form I transposed のどちらかに設定した場合にのみ適用されます。

`DenominatorInitialConditions` — 極側の初期条件
`0` (既定値) | スカラー | ベクトル | 行列

フィルター構造の極側でフィルター状態の初期条件を指定します。直接型 I (非標準) 双二次フィルターの分母の状態または遅延要素の数はフィルターセクション数の 2 倍に等しくなります。初期条件はスカラー、ベクトルまたは行列として指定できます。スカラーを指定すると、双二次フィルターはフィルターの極側のすべての遅延要素をその値に初期化します。フィルターの極側の遅延要素数に等しい長さのベクトルを指定すると、各ベクトル要素は対応する極側の遅延要素に一意の初期条件を指定します。

オブジェクトは初期条件の同じベクトルを入力信号の各チャネルに適用します。フィルターの極側の入力チャネル数と遅延要素数の積に等しい長さのベクトルを指定すると、各要素は対応するチャネルの極側の対応する遅延要素に一意の初期条件を指定します。フィルターの極側の遅延要素数と同数の行と入力信号の各チャネルに対応する列をもつ行列を指定すると、各要素は対応するチャネルの極側の対応する遅延要素に一意の初期条件を指定します。

依存関係

このプロパティは、Structure プロパティを Direct form I または Direct form I transposed のいずれかに設定した場合にのみ適用されます。

`OptimizeUnityScaleValues` — 1 のスケール値の最適化
`true` (既定値) | `false`

この boolean プロパティが true に設定されている場合、双二次フィルターは 1 のスケール値のゲイン計算をすべて削除します。これにより計算数が減少して、固定小数点の精度が上がります。

依存関係

このプロパティは、SOSMatrixSource プロパティを Property に設定した場合にのみ適用されます。

`ScaleValuesInputPort` — スカラー値の指定方法
`true` (既定値) | `false`

スカラー値の指定方法を選択します。既定の設定では、このプロパティは true で、スケール値は入力端子経由で指定されます。このプロパティが false の場合、すべてのスカラー値は 1 になります。

依存関係

このプロパティは、SOSMatrixSource プロパティが Input port の場合にのみ適用されます。

固定小数点プロパティ

`RoundingMethod` — 固定小数点演算の丸め手法
`Floor` (既定値) | `Ceiling` | `Convergent` | `Nearest` | `Round` | `Simplest` | `Zero`

丸め方法を指定します。

`OverflowAction` — 固定小数点演算のオーバーフローアクション
`Wrap` (既定値) | `Saturate`

オーバーフローアクションを Wrap または Saturate のいずれかとして指定します。

`MultiplicandDataType` — 被乗数の語長と小数部の長さ
`Same as output` (既定値) | `Custom`

被乗数の固定小数点データ型を Same as output または Custom のいずれかとして指定します。

依存関係

このプロパティは、Structure プロパティを Direct form I transposed に設定した場合にのみ適用されます。

`CustomMultiplicandDataType` — カスタムの被乗数の語長と小数部の長さ
`numerictype([],32,30)` (既定値) | numerictype

被乗数の固定小数点型を Signedness が Auto に設定された、スケーリングされた numerictype (Fixed-Point Designer) オブジェクトとして指定します。

依存関係

このプロパティは、MultiplicandDataType プロパティを Custom に設定した場合にのみ適用されます。

`SectionInputDataType` — セクションの入力の語長と小数部の長さ
`Same as input` (既定値) | `Custom`

セクションの入力の固定小数点データ型を Same as input または Custom のいずれかとして指定します。

`CustomSectionInputDataType` — カスタムのセクションの入力の語長と小数部の長さ
`numerictype([],16,15)` (既定値) | numerictype

セクション入力の固定小数点型を Signedness が Auto に設定された、スケーリングされた numerictype (Fixed-Point Designer) オブジェクトとして指定します。

依存関係

このプロパティは、SectionInputDataType プロパティを Custom に設定した場合にのみ適用されます。

`SectionOutputDataType` — セクションの出力の語長と小数部の長さ
`Same as section input` (既定値) | `Custom`

セクションの出力の固定小数点データ型を Same as section input または Custom のいずれかとして指定します。

`CustomSectionOutputDataType` — カスタムのセクションの出力の語長と小数部の長さ
`numerictype([],16,15)` (既定値) | numerictype

セクションの出力の固定小数点型を Signedness が Auto に設定された、符号付きでスケーリングされた numerictype (Fixed-Point Designer) オブジェクトとして指定します。

依存関係

このプロパティは、SectionOutputDataType プロパティを Custom に設定した場合にのみ適用されます。

`NumeratorCoefficientsDataType` — 分子係数の語長と小数部の長さ
`Same word length as input` (既定値) | `Custom`

分子係数の固定小数点データ型を Same word length as input または Custom として指定します。このプロパティを設定すると、DenominatorCoefficientsDataType プロパティと ScaleValuesDataType プロパティも同じ値に設定されます。

依存関係

このプロパティは、SOSMatrixSource プロパティを Property に設定した場合にのみ適用されます。

`CustomNumeratorCoefficientsDataType` — カスタムの分子係数の語長と小数部の長さ
`numerictype([],16,15)` (既定値) | numerictype

分子係数の固定小数点型を Signedness が Auto に設定された numerictype (Fixed-Point Designer) オブジェクトとして指定します。CustomNumeratorCoefficientsDataType、CustomDenominatorCoefficientsDataType および CustomScaleValuesDataType の各プロパティの語長は同じでなければなりません。

依存関係

このプロパティは、SOSMatrixSource プロパティを Property に、NumeratorCoefficientsDataType プロパティを Custom に設定した場合にのみ適用されます。

`DenominatorCoefficientsDataType` — 分母係数の語長と小数部の長さ
`Same word length as input` (既定値) | `Custom`

分母係数の固定小数点データ型を Same word length as input または Custom として指定します。このプロパティを設定すると、NumeratorCoefficientsDataType プロパティと ScaleValuesDataType プロパティも同じ値に設定されます。

依存関係

このプロパティは、SOSMatrixSource プロパティを Property に設定した場合にのみ適用されます。

`CustomDenominatorCoefficientsDataType` — カスタムの分母係数の語長と小数部の長さ
`numerictype([],16,15)` (既定値) | numerictype

分母係数の固定小数点型を Signedness が Auto に設定された numerictype (Fixed-Point Designer) オブジェクトとして指定します。CustomNumeratorCoefficientsDataType、CustomDenominatorCoefficientsDataType および CustomScaleValuesDataType の各プロパティの語長は同じでなければなりません。

依存関係

このプロパティは、SOSMatrixSource プロパティを Property に、DenominatorCoefficientsDataType プロパティを Custom に設定した場合にのみ適用されます。

`ScaleValuesDataType` — スケール値の語長と小数部の長さ
`Same word length as input` (既定値) | `Custom`

スケール値の固定小数点データ型を Same word length as input または Custom として指定します。このプロパティを設定すると、NumeratorCoefficientsDataType プロパティと DenominatorCoefficientsDataType プロパティも同じ値に設定されます。

依存関係

このプロパティは、SOSMatrixSource プロパティを Property に設定した場合にのみ適用されます。

`CustomScaleValuesDataType` — カスタムのスケール値の語長と小数部の長さ
`numerictype([],16,15)` (既定値) | numerictype

スケール値の固定小数点型を Signedness が Auto に設定された numerictype (Fixed-Point Designer) オブジェクトとして指定します。CustomNumeratorCoefficientsDataType、CustomDenominatorCoefficientsDataType および CustomScaleValuesDataType の各プロパティの語長は同じでなければなりません。

依存関係

このプロパティは、SOSMatrixSource プロパティを Property に、ScaleValuesDataType プロパティを Custom に設定した場合にのみ適用されます。

`NumeratorProductDataType` — 分子の乗算の語長と小数部の長さ
`Same as input` (既定値) | `Custom` | `Full precision`

分子の乗算の固定小数点データ型を決めるモードを次のように指定します。

Same as input (既定) — 分子の乗算の語長と小数部の長さは入力と同じになります。
Custom — CustomNumeratorProductDataType プロパティを有効にし、それを使ってカスタムの分子の乗算のデータ型を指定できます。データ型は numerictype オブジェクトとして指定します。
Full precision — 完全精度ルールを使ってデータ型を指定します。これらの規則は、最も正確な固定長数値を提供します。この規則はオブジェクト内で量子化が発生しないようにします。必要に応じてビットが追加されて、丸めやオーバーフローが発生しないようにします。詳細は、Full Precision for Fixed-Point System Objectsを参照してください。

このプロパティを設定すると、DenominatorProductDataType プロパティも同じ値に設定されます。

`CustomNumeratorProductDataType` — カスタムの分子の乗算の語長と小数部の長さ
`numerictype([],32,30)` (既定値) | numerictype

乗算の固定小数点型を Signedness が Auto に設定された、スケーリングされた numerictype (Fixed-Point Designer) オブジェクトとして指定します。CustomNumeratorProductDataType プロパティおよび CustomDenominatorProductDataType プロパティの語長は同じでなければなりません。

依存関係

このプロパティは、NumeratorProductDataType プロパティを Custom に設定した場合にのみ適用されます。

`DenominatorProductDataType` — 分母の乗算の語長と小数部の長さ
`Same as input` (既定値) | `Custom` | `Full precision`

分母の乗算の固定小数点データ型を決めるモードを次のように指定します。

Same as input (既定) — 分母の乗算の語長と小数部の長さは入力と同じになります。
Custom — CustomDenominatorProductDataType プロパティを有効にし、それを使ってカスタムの分母の乗算のデータ型を指定できます。データ型は numerictype オブジェクトとして指定します。
Full precision — 完全精度ルールを使ってデータ型を指定します。これらの規則は、最も正確な固定長数値を提供します。この規則はオブジェクト内で量子化が発生しないようにします。必要に応じてビットが追加されて、丸めやオーバーフローが発生しないようにします。詳細は、Full Precision for Fixed-Point System Objectsを参照してください。

このプロパティを設定すると、NumeratorProductDataType プロパティも同じ値に設定されます。

`CustomDenominatorProductDataType` — カスタムの分母の乗算の語長と小数部の長さ
`numerictype([],32,30)` (既定値) | numerictype

依存関係

このプロパティは、DenominatorProductDataType を Custom に設定した場合にのみ適用されます。

`NumeratorAccumulatorDataType` — 分子アキュムレータの語長と小数部の長さ
`Same as product` (既定値) | `Same as input` | `Custom`

分子アキュムレータの固定小数点データ型を Same as input、Same as product、または Custom として指定します。このプロパティを設定すると、DenominatorAccumulatorDataType プロパティも同じ値に設定されます。

`CustomNumeratorAccumulatorDataType` — カスタムの分子アキュムレータの語長と小数部の長さ
`numerictype([],32,30)` (既定値) | numerictype

分子アキュムレータの固定小数点型を Signedness が Auto に設定された、スケーリングされた numerictype (Fixed-Point Designer) オブジェクトとして指定します。CustomNumeratorAccumulatorDataType プロパティおよび CustomDenominatorAccumulatorDataType プロパティの語長は同じでなければなりません。

依存関係

このプロパティは、NumeratorAccumulatorDataType プロパティを Custom に設定した場合にのみ適用されます。

`DenominatorAccumulatorDataType` — 分母アキュムレータの語長と小数部の長さ
`Same as product` (既定値) | `Same as input` | `Custom`

分母アキュムレータの固定小数点データ型を Same as input、Same as product、または Custom として指定します。このプロパティを設定すると、NumeratorAccumulatorDataType プロパティも同じ値に設定されます。

`CustomDenominatorAccumulatorDataType` — カスタムの分母アキュムレータの語長と小数部の長さ
`numerictype([],32,30)` (既定値) | numerictype

分母アキュムレータの固定小数点型を Signedness が Auto に設定された、スケーリングされた numerictype (Fixed-Point Designer) オブジェクトとして指定します。CustomNumeratorAccumulatorDataType プロパティおよび CustomDenominatorAccumulatorDataType プロパティの語長は同じでなければなりません。

依存関係

このプロパティは、DenominatorAccumulatorDataType プロパティを Custom に設定した場合にのみ適用されます。

`StateDataType` — 状態の語長と小数部の長さ
`Same as accumulator` (既定値) | `Same as input` | `Custom`

状態の固定小数点データ型を Same as input、Same as accumulator、または Custom として指定します。

依存関係

このプロパティは、Structureプロパティを Direct form II または Direct form II transposed に設定した場合に適用されます。

`CustomStateDataType` — カスタムの状態の語長と小数部の長さ
`numerictype([],16,15)` (既定値) | numerictype

状態の固定小数点型を Signedness が Auto に設定された、スケーリングされた numerictype (Fixed-Point Designer) オブジェクトとして指定します。

依存関係

このプロパティは、StateDataType プロパティを Custom に設定した場合にのみ適用されます。

`NumeratorStateDataType` — 分子の状態の語長と小数部の長さ
`Same as accumulator` (既定値) | `Same as input` | `Custom`

分子の状態の固定小数点データ型を Same as input、Same as accumulator、または Custom として指定します。このプロパティを設定すると、DenominatorStateDataType プロパティも同じ値に設定されます。

依存関係

このプロパティは、Structureプロパティを Direct form I transposed に設定した場合にのみ適用されます。

`CustomNumeratorStateDataType` — カスタムの分子の状態の語長と小数部の長さ
`numerictype([],16,15)` (既定値) | numerictype

分子の状態の固定小数点型を Signedness が Auto に設定された、スケーリングされた numerictype (Fixed-Point Designer) オブジェクトとして指定します。CustomNumeratorProductDataType プロパティおよび CustomDenominatorProductDataType プロパティの語長は同じでなければなりません。

依存関係

このプロパティは、StateDataType プロパティを Custom に設定した場合にのみ適用されます。

`DenominatorStateDataType` — 分母の状態の語長と小数部の長さ
`Same as accumulator` (既定値) | `Same as input` | `Custom`

分母の状態の固定小数点データ型を Same as input、Same as accumulator、または Custom として指定します。このプロパティを設定すると、NumeratorStateDataType プロパティも同じ値に設定されます。

依存関係

このプロパティは、Structureプロパティを Direct form I transposed に設定した場合にのみ適用されます。

`CustomDenominatorStateDataType` — カスタムの分母の状態の語長と小数部の長さ
`numerictype([],16,15)` (既定値) | numerictype

分母の状態の固定小数点型を Signedness が Auto に設定された、スケーリングされた numerictype (Fixed-Point Designer) オブジェクトとして指定します。CustomNumeratorStateDataType プロパティおよび CustomDenominatorStateDataType プロパティの語長は同じでなければなりません。

依存関係

このプロパティは、StateDataType プロパティを Custom に設定した場合にのみ適用されます。

`OutputDataType` — 出力の語長と小数部の長さ
`Same as accumulator` (既定値) | `Same as input` | `Custom`

出力の固定小数点データ型を Same as input、Same as accumulator、または Custom として指定します。

`CustomOutputDataType` — カスタムの出力の語長と小数部の長さ
`numerictype([],16,15)` (既定値) | numerictype

出力の固定小数点型を Signedness が Auto に設定された、スケーリングされた numerictype (Fixed-Point Designer) オブジェクトとして指定します。

依存関係

このプロパティは、OutputDataTypeプロパティを Custom に設定した場合にのみ適用されます。

使用法

構文

y = biquad(x)

y = biquad(x,num,den)

y = biquad(x,num,den,g)

説明

例

y = biquad(x) は入力信号 x をフィルター処理し、フィルター済みの値 y を出力します。双二次フィルターオブジェクトは、アルゴリズムへの連続する呼び出しで入力信号の各チャネルをフィルター処理します。

y = biquad(x,num,den) は、num を双二次フィルターの分子係数として、den を双二次フィルターの分母係数として使用して、入力をフィルター処理します。この構成は、SOSMatrixSource プロパティが Input port、ScaleValuesInputPort プロパティが false である場合に適用されます。

y = biquad(x,num,den,g) は、双二次フィルターのスケール値 g を指定します。この構成は、SOSMatrixSource プロパティが Input Port、ScaleValuesInputPort プロパティが true である場合に適用されます。

入力引数

すべて展開する

`x` — データ入力
ベクトル | 行列

データ入力。ベクトルまたは行列として指定します。このオブジェクトは可変サイズの入力も受け入れます。オブジェクトがロックされると、各入力チャネルのサイズは変更できますが、チャネルの数は変更できません。

すべての入力のデータ型が同じでなければなりません。入力が固定小数点の場合、勾配が 2 のべき乗でバイアスが 0 の符号付き固定小数点でなければなりません。

x、num、および den の実数/複素数は同じでなければなりません。

データ型: single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | fi
複素数のサポート: あり

`num` — 分子係数
3 行 N 列の行列

分子係数。3 行 N 列の数値行列として指定します。ここで N は双二次フィルターセクションの数です。x、num、および den の実数/複素数は同じでなければなりません。

すべての入力のデータ型が同じでなければなりません。num が固定小数点の場合、勾配が 2 のべき乗でバイアスが 0 の符号付き固定小数点でなければなりません。

依存関係

この入力は、SOSMatrixSource プロパティを Input port に設定した場合にのみ適用されます。

データ型: single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | fi
複素数のサポート: あり

`den` — 分母係数
2 行 N 列の行列

分母係数。2 行 N 列の数値行列として指定します。ここで N は双二次フィルターセクションの数です。オブジェクトは、各セクションの最初の分母係数が 1 であると想定しています。

すべての入力のデータ型が同じでなければなりません。den が固定小数点の場合、勾配が 2 のべき乗でバイアスが 0 の符号付き固定小数点でなければなりません。

x、num、および den の実数/複素数は同じでなければなりません。

依存関係

この入力は、SOSMatrixSource プロパティを Input port に設定した場合にのみ適用されます。

データ型: single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | fi
複素数のサポート: あり

`g` — スケール値
1 行 (N +1) 列のベクトル

双二次フィルターのスケール値。1 行 (N +1) 列の数値ベクトルとして指定します。ここで、N は双二次フィルターセクションの数です。

すべての入力のデータ型が同じでなければなりません。g が固定小数点の場合、勾配が 2 のべき乗でバイアスが 0 の符号付き固定小数点でなければなりません。

依存関係

この入力は、SOSMatrixSource プロパティが Input Port、ScaleValuesInputPort プロパティが true である場合に適用されます。

データ型: single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | fi

出力引数

すべて展開する

`y` — フィルター処理された出力
ベクトル | 行列

フィルター処理された出力。ベクトルまたは行列として返されます。出力信号のサイズ、データ型、実数/複素数は入力信号と一致します。

データ型: single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | fi
複素数のサポート: あり

オブジェクト関数

オブジェクト関数を使用するには、System object を最初の入力引数として指定します。たとえば、obj という名前の System object のシステムリソースを解放するには、次の構文を使用します。

release(obj)

すべて展開する

`dsp.BiquadFilter` に固有

`freqz`	離散時間フィルター System object の周波数応答
`fvtool`	Visualize frequency response of DSP filters
`impz`	離散時間フィルター System object のインパルス応答
`info`	Information about filter System object
`coeffs`	フィルター System object 係数を構造に返します。
`cost`	Estimate cost of implementing filter System object
`scale`	Scale second-order sections
`scaleopts`	Create an options object for second-order section scaling
`scalecheck`	Check scaling of biquadratic filter
`cumsec`	Cumulative second-order section of the biquadratic filter
`generatehdl`	Generate HDL code for quantized DSP filter (requires Filter Design HDL Coder)
`tf`	離散時間フィルター System object の伝達関数への変換
`reorder`	Reorder second-order sections of biquadratic filter System object

すべての System object に共通

`step`	System object のアルゴリズムの実行
`release`	リソースを解放し、System object のプロパティ値と入力特性の変更を可能にします。
`reset`	System object の内部状態のリセット

例

すべて折りたたむ

双二次フィルターを使用した信号のフィルター処理

スクリプトを開く

メモ: R2016a 以前のリリースを使用している場合、それぞれのオブジェクトの呼び出しを等価な step 構文で置き換えてください。たとえば、obj(x) は step(obj,x) になります。

正規化されたカットオフ周波数 0.4 をもつ 4 次のローパス双二次フィルターオブジェクトを使用して、入力信号から高周波数をフィルター処理します。Spectrum Analyzer を使って結果をパワースペクトルとして表示します。

t = (0:1000)'/8e3;
xin = sin(2*pi*0.3e3*t)+sin(2*pi*3e3*t); % Input is 0.3 &amp;
                                       % 3kHz sinusoids
src = dsp.SignalSource(xin, 100);
sink = dsp.SignalSink;

[z,p,k] = ellip(4,1,60,.4);    % Set up the filter
[s,g] = zp2sos(z,p,k);
biquad = dsp.BiquadFilter(s,g,'Structure','Direct form I');

sa = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',8e3,...
    'PlotAsTwoSidedSpectrum',false,...
    'OverlapPercent', 80,'PowerUnits','dBW',...
    'YLimits', [-160 -10]);

while ~isDone(src)
     input = src();
     filteredOutput = biquad(input);
     sink(filteredOutput);
     sa(filteredOutput)
end

filteredResult = sink.Buffer;
fvtool(biquad,'Fs',8000)

関数 design を使用してローパス双二次フィルター System object を設計して適用します。

lpSpec = fdesign.lowpass('Fp,Fst,Ap,Ast',500,550,0.5,60,10000);
lpfilter = design(lpSpec,'butter','systemobject',true)
fvtool(lpfilter);

lpfilter = 

  dsp.BiquadFilter with properties:

                   Structure: 'Direct form II'
             SOSMatrixSource: 'Property'
                   SOSMatrix: [42x6 double]
                 ScaleValues: [43x1 double]
           InitialConditions: 0
    OptimizeUnityScaleValues: true

  Use get to show all properties

双二次フィルターの Linf ノルムスケーリング

ライブスクリプトを開く

関数 scale を使用して、双二次フィルターの Linf ノルムスケーリングを示します。

Fs = 8000; Fcutoff = 2000;
[z,p,k] = butter(10,Fcutoff/(Fs/2)); [s,g] = zp2sos(z,p,k);
biquad = dsp.BiquadFilter('Structure', 'Direct form I', ...
    'SOSMatrix', s,'ScaleValues', g);
scale(biquad,'linf','scalevalueconstraint','none','maxscalevalue',2)

SOS フィルターのスケーリングのオプション

ライブスクリプトを開く

必要なスケーリングオプション設定を含むオプションスケーリングオブジェクトを作成します。

EllipI = design(fdesign.lowpass('N,Fp,Ap,Ast',10,0.5,0.5,20), 'ellip', 'FilterStructure', 'df1sos','SystemObject',true)

EllipI = 
  dsp.BiquadFilter with properties:

                       Structure: 'Direct form I'
                 SOSMatrixSource: 'Property'
                       SOSMatrix: [5x6 double]
                     ScaleValues: [6x1 double]
      NumeratorInitialConditions: 0
    DenominatorInitialConditions: 0
        OptimizeUnityScaleValues: true

  Show all properties

opts = scaleopts(EllipI)

opts =

              sosReorder: 'auto'
            MaxNumerator: 2
     NumeratorConstraint: 'none'
            OverflowMode: 'wrap'
    ScaleValueConstraint: 'unit'
           MaxScaleValue: 'Not used'

アルゴリズム

このオブジェクトは、Biquad Filter ブロックのリファレンスページで説明されているアルゴリズム、入力、および出力を実装しています。オブジェクトプロパティはブロックパラメーターに対応しますが、以下の場合を除きます。

Coefficient source
Action when the a0 values of the SOS matrix are not one – 双二次フィルターオブジェクトは、指定した値にかかわらず、0 次の分母係数を 1 と等しいと仮定します。双二次フィルターオブジェクトは、対応するブロック内で検出された [Error] オプションまたは [Warning] オプションをサポートしません。

このオブジェクトと、それに対応するブロックの両方で、可変サイズの入力がサポートされます。このオブジェクトは、呼び出されたときに、サイズが変化する入力引数を処理できます。

拡張機能

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

使用上の注意および制限:

MATLAB コード生成における System object (MATLAB Coder)を参照してください。

固定小数点の変換
Fixed-Point Designer™ を使用して固定小数点システムの設計とシミュレーションを行います。

以下の図は、dsp.BiquadFilter オブジェクトで入力が固定小数点の場合に使用されるデータ型を示しています。オブジェクトでサポートされる各フィルター構造に対して、これらの図に示すデータ型をオブジェクトのそれぞれの固定小数点プロパティを使用して設定できます。

直接型 I

次の図は、固定小数点信号用のフィルターの 1 つのセクションで使用されるデータ型を示しています。

以下の図は、フィルターのセクション間で使用される固定小数点データ型を示しています。

データを最適化しない場合:

OptimizeUnityScaleValues を true に指定してスケール値を 1 に設定した場合:

直接型 I 転置構成

次の図は、固定小数点信号用のフィルターの 1 つのセクションで使用されるデータ型を示しています。

OptimizeUnityScaleValues を true に指定してスケール値を 1 に設定した場合、破線のキャストは省略されます。

以下の図は、フィルターのセクション間で使用される固定小数点データ型を示しています。

データを最適化しない場合:

OptimizeUnityScaleValues を true に指定してスケール値を 1 に設定した場合:

直接型 II

次の図は、固定小数点信号用のフィルターの 1 つのセクションで使用されるデータ型を示しています。

OptimizeUnityScaleValues を true に指定してスケール値を 1 に設定した場合、破線のキャストは省略されます。

以下の図は、フィルターのセクション間で使用される固定小数点データ型を示しています。

データを最適化しない場合:

OptimizeUnityScaleValues を true に指定してスケール値を 1 に設定した場合:

直接型 II 転置構成

次の図は、固定小数点信号用のフィルターの 1 つのセクションで使用されるデータ型を示しています。

以下の図は、フィルターのセクション間で使用される固定小数点データ型を示しています。

データを最適化しない場合:

OptimizeUnityScaleValues を true に指定してスケール値を 1 に設定した場合:

参考

R2012a で導入

DSP System Toolbox ドキュメンテーション

サポート

MATLAB、Simulink、その他の製品をお試しください

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dsp.BiquadFilter

説明

作成

構文

説明

プロパティ

Structure — フィルター構造 'Direct form II transposed' (既定値) | 'Direct form I' | 'Direct form I transposed' | 'Direct form II'

SOSMatrixSource — SOS 行列のソース 'Property' (既定値) | 'Input port'

SOSMatrix — SOS 行列 [1 0.3 0.4 1 0.1 0.2] (既定値) | N 行 6 列の行列

ScaleValues — 各双二次セクションのスケール値 1 (既定値) | スカラー | ベクトル

依存関係

InitialConditions — 直接型 II 構造の初期条件 0 (既定値) | スカラー | ベクトル | 行列

依存関係

NumeratorInitialConditions — 零点側の初期条件 0 (既定値) | スカラー | ベクトル | 行列

依存関係

DenominatorInitialConditions — 極側の初期条件 0 (既定値) | スカラー | ベクトル | 行列

依存関係

OptimizeUnityScaleValues — 1 のスケール値の最適化 true (既定値) | false

依存関係

ScaleValuesInputPort — スカラー値の指定方法 true (既定値) | false

依存関係

固定小数点プロパティ

RoundingMethod — 固定小数点演算の丸め手法 Floor (既定値) | Ceiling | Convergent | Nearest | Round | Simplest | Zero

OverflowAction — 固定小数点演算のオーバーフロー アクション Wrap (既定値) | Saturate

MultiplicandDataType — 被乗数の語長と小数部の長さ Same as output (既定値) | Custom

依存関係

CustomMultiplicandDataType — カスタムの被乗数の語長と小数部の長さ numerictype([],32,30) (既定値) | numerictype

依存関係

SectionInputDataType — セクションの入力の語長と小数部の長さ Same as input (既定値) | Custom

CustomSectionInputDataType — カスタムのセクションの入力の語長と小数部の長さ numerictype([],16,15) (既定値) | numerictype

依存関係

SectionOutputDataType — セクションの出力の語長と小数部の長さ Same as section input (既定値) | Custom

CustomSectionOutputDataType — カスタムのセクションの出力の語長と小数部の長さ numerictype([],16,15) (既定値) | numerictype

依存関係

NumeratorCoefficientsDataType — 分子係数の語長と小数部の長さ Same word length as input (既定値) | Custom

依存関係

CustomNumeratorCoefficientsDataType — カスタムの分子係数の語長と小数部の長さ numerictype([],16,15) (既定値) | numerictype

依存関係

DenominatorCoefficientsDataType — 分母係数の語長と小数部の長さ Same word length as input (既定値) | Custom

依存関係

CustomDenominatorCoefficientsDataType — カスタムの分母係数の語長と小数部の長さ numerictype([],16,15) (既定値) | numerictype

依存関係

ScaleValuesDataType — スケール値の語長と小数部の長さ Same word length as input (既定値) | Custom

依存関係

CustomScaleValuesDataType — カスタムのスケール値の語長と小数部の長さ numerictype([],16,15) (既定値) | numerictype

依存関係

NumeratorProductDataType — 分子の乗算の語長と小数部の長さ Same as input (既定値) | Custom | Full precision

CustomNumeratorProductDataType — カスタムの分子の乗算の語長と小数部の長さ numerictype([],32,30) (既定値) | numerictype

依存関係

DenominatorProductDataType — 分母の乗算の語長と小数部の長さ Same as input (既定値) | Custom | Full precision

CustomDenominatorProductDataType — カスタムの分母の乗算の語長と小数部の長さ numerictype([],32,30) (既定値) | numerictype

依存関係

NumeratorAccumulatorDataType — 分子アキュムレータの語長と小数部の長さ Same as product (既定値) | Same as input | Custom

CustomNumeratorAccumulatorDataType — カスタムの分子アキュムレータの語長と小数部の長さ numerictype([],32,30) (既定値) | numerictype

依存関係

DenominatorAccumulatorDataType — 分母アキュムレータの語長と小数部の長さ Same as product (既定値) | Same as input | Custom

CustomDenominatorAccumulatorDataType — カスタムの分母アキュムレータの語長と小数部の長さ numerictype([],32,30) (既定値) | numerictype

依存関係

StateDataType — 状態の語長と小数部の長さ Same as accumulator (既定値) | Same as input | Custom

依存関係

CustomStateDataType — カスタムの状態の語長と小数部の長さ numerictype([],16,15) (既定値) | numerictype

依存関係

NumeratorStateDataType — 分子の状態の語長と小数部の長さ Same as accumulator (既定値) | Same as input | Custom

依存関係

CustomNumeratorStateDataType — カスタムの分子の状態の語長と小数部の長さ numerictype([],16,15) (既定値) | numerictype

依存関係

DenominatorStateDataType — 分母の状態の語長と小数部の長さ Same as accumulator (既定値) | Same as input | Custom

依存関係

CustomDenominatorStateDataType — カスタムの分母の状態の語長と小数部の長さ numerictype([],16,15) (既定値) | numerictype

依存関係

OutputDataType — 出力の語長と小数部の長さ Same as accumulator (既定値) | Same as input | Custom

CustomOutputDataType — カスタムの出力の語長と小数部の長さ numerictype([],16,15) (既定値) | numerictype

依存関係

使用法

構文

説明

入力引数

x — データ入力 ベクトル | 行列

num — 分子係数 3 行 N 列の行列

依存関係

`Structure` — フィルター構造
`'Direct form II transposed'` (既定値) | `'Direct form I'` | `'Direct form I transposed'` | `'Direct form II'`

`SOSMatrixSource` — SOS 行列のソース
`'Property'` (既定値) | `'Input port'`

`SOSMatrix` — SOS 行列
`[1 0.3 0.4 1 0.1 0.2]` (既定値) | N 行 6 列の行列

`ScaleValues` — 各双二次セクションのスケール値
`1` (既定値) | スカラー | ベクトル

`InitialConditions` — 直接型 II 構造の初期条件
`0` (既定値) | スカラー | ベクトル | 行列

`NumeratorInitialConditions` — 零点側の初期条件
`0` (既定値) | スカラー | ベクトル | 行列

`DenominatorInitialConditions` — 極側の初期条件
`0` (既定値) | スカラー | ベクトル | 行列

`OptimizeUnityScaleValues` — 1 のスケール値の最適化
`true` (既定値) | `false`

`ScaleValuesInputPort` — スカラー値の指定方法
`true` (既定値) | `false`

`RoundingMethod` — 固定小数点演算の丸め手法
`Floor` (既定値) | `Ceiling` | `Convergent` | `Nearest` | `Round` | `Simplest` | `Zero`

`OverflowAction` — 固定小数点演算のオーバーフローアクション
`Wrap` (既定値) | `Saturate`

`MultiplicandDataType` — 被乗数の語長と小数部の長さ
`Same as output` (既定値) | `Custom`

`CustomMultiplicandDataType` — カスタムの被乗数の語長と小数部の長さ
`numerictype([],32,30)` (既定値) | numerictype

`SectionInputDataType` — セクションの入力の語長と小数部の長さ
`Same as input` (既定値) | `Custom`

`CustomSectionInputDataType` — カスタムのセクションの入力の語長と小数部の長さ
`numerictype([],16,15)` (既定値) | numerictype

`SectionOutputDataType` — セクションの出力の語長と小数部の長さ
`Same as section input` (既定値) | `Custom`

`CustomSectionOutputDataType` — カスタムのセクションの出力の語長と小数部の長さ
`numerictype([],16,15)` (既定値) | numerictype

`NumeratorCoefficientsDataType` — 分子係数の語長と小数部の長さ
`Same word length as input` (既定値) | `Custom`

`CustomNumeratorCoefficientsDataType` — カスタムの分子係数の語長と小数部の長さ
`numerictype([],16,15)` (既定値) | numerictype

`DenominatorCoefficientsDataType` — 分母係数の語長と小数部の長さ
`Same word length as input` (既定値) | `Custom`

`CustomDenominatorCoefficientsDataType` — カスタムの分母係数の語長と小数部の長さ
`numerictype([],16,15)` (既定値) | numerictype

`ScaleValuesDataType` — スケール値の語長と小数部の長さ
`Same word length as input` (既定値) | `Custom`

`CustomScaleValuesDataType` — カスタムのスケール値の語長と小数部の長さ
`numerictype([],16,15)` (既定値) | numerictype

`NumeratorProductDataType` — 分子の乗算の語長と小数部の長さ
`Same as input` (既定値) | `Custom` | `Full precision`

`CustomNumeratorProductDataType` — カスタムの分子の乗算の語長と小数部の長さ
`numerictype([],32,30)` (既定値) | numerictype

`DenominatorProductDataType` — 分母の乗算の語長と小数部の長さ
`Same as input` (既定値) | `Custom` | `Full precision`

`CustomDenominatorProductDataType` — カスタムの分母の乗算の語長と小数部の長さ
`numerictype([],32,30)` (既定値) | numerictype

`NumeratorAccumulatorDataType` — 分子アキュムレータの語長と小数部の長さ
`Same as product` (既定値) | `Same as input` | `Custom`

`CustomNumeratorAccumulatorDataType` — カスタムの分子アキュムレータの語長と小数部の長さ
`numerictype([],32,30)` (既定値) | numerictype

`DenominatorAccumulatorDataType` — 分母アキュムレータの語長と小数部の長さ
`Same as product` (既定値) | `Same as input` | `Custom`

`CustomDenominatorAccumulatorDataType` — カスタムの分母アキュムレータの語長と小数部の長さ
`numerictype([],32,30)` (既定値) | numerictype

`StateDataType` — 状態の語長と小数部の長さ
`Same as accumulator` (既定値) | `Same as input` | `Custom`

`CustomStateDataType` — カスタムの状態の語長と小数部の長さ
`numerictype([],16,15)` (既定値) | numerictype

`NumeratorStateDataType` — 分子の状態の語長と小数部の長さ
`Same as accumulator` (既定値) | `Same as input` | `Custom`

`CustomNumeratorStateDataType` — カスタムの分子の状態の語長と小数部の長さ
`numerictype([],16,15)` (既定値) | numerictype

`DenominatorStateDataType` — 分母の状態の語長と小数部の長さ
`Same as accumulator` (既定値) | `Same as input` | `Custom`

`CustomDenominatorStateDataType` — カスタムの分母の状態の語長と小数部の長さ
`numerictype([],16,15)` (既定値) | numerictype

`OutputDataType` — 出力の語長と小数部の長さ
`Same as accumulator` (既定値) | `Same as input` | `Custom`

`CustomOutputDataType` — カスタムの出力の語長と小数部の長さ
`numerictype([],16,15)` (既定値) | numerictype

`x` — データ入力
ベクトル | 行列

`num` — 分子係数
3 行 N 列の行列

`den` — 分母係数
2 行 N 列の行列

`g` — スケール値
1 行 (N +1) 列のベクトル

`y` — フィルター処理された出力
ベクトル | 行列

`dsp.BiquadFilter` に固有

双二次フィルターの Linf ノルムスケーリング

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

固定小数点の変換
Fixed-Point Designer™ を使用して固定小数点システムの設計とシミュレーションを行います。