dsp.FIRFilter
静的または時変 FIR フィルター
説明
dsp.FIRFilter System object™ は、静的または時変 FIR フィルターの実装を使用して入力の各チャネルをフィルター処理します。
入力の各チャネルをフィルターするには、次を実行します。
dsp.FIRFilter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。
このオブジェクトは、特定の条件下で 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。
作成
説明
fir = dsp.FIRFilterfir を作成します。
fir = dsp.FIRFilter(num)Numerator プロパティが num に設定された FIR フィルター System object fir を返します。
fir = dsp.FIRFilter(Name=Value)InitialConditions を 3 に設定します。
プロパティ
使用法
説明
入力引数
出力引数
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)
例
FIR フィルターを使用し、2 つの正弦波成分をもつ波形にローパス フィルターを適用します。
t = (0:1000)'/8e3; xin = sin(2*pi*0.3e3*t)+sin(2*pi*3e3*t); sr = dsp.SignalSource; sr.Signal = xin; sink = dsp.SignalSink; fir = dsp.FIRFilter(designLowpassFIR(FilterOrder=10,CutoffFrequency=0.5)); sa = spectrumAnalyzer(... SampleRate=8e3,... Method="welch",... PlotAsTwoSidedSpectrum=false,... OverlapPercent=80,... SpectrumUnits="dBW",... YLimits=[-150 -10]); while ~isDone(sr) input = sr(); filteredOutput = fir(input); sink(filteredOutput); sa(filteredOutput) end
filteredResult = sink.Buffer; filterAnalyzer(fir,SampleRates=8000)
System object として FIR フィルターを設計します。
N = 10; Fc = 0.4; firFiltObj = designLowpassFIR(FilterOrder=N,CutoffFrequency=Fc,SystemObject=true)
firFiltObj =
dsp.FIRFilter with properties:
Structure: 'Direct form'
NumeratorSource: 'Property'
Numerator: [-1.2414e-18 -0.0126 -0.0247 0.0635 0.2748 0.3981 0.2748 0.0635 -0.0247 -0.0126 -1.2414e-18]
InitialConditions: 0
Show all properties
filterAnalyzer(firFiltObj)
dsp.FIRFilterオブジェクトを作成し、シミュレーション中に入力端子から FIR フィルターの係数を変更できるように NumeratorSource プロパティを "Input port" に設定します。
firFilt = dsp.FIRFilter(NumeratorSource="Input port")firFilt =
dsp.FIRFilter with properties:
Structure: 'Direct form'
NumeratorSource: 'Input port'
InitialConditions: 0
Show all properties
spectrumAnalyzerオブジェクトを作成して、入力信号と出力信号のスペクトルを可視化します。
spectrumScope = spectrumAnalyzer(SampleRate=44100,PlotAsTwoSidedSpectrum=false,... ChannelNames=["Input Signal","Filtered Signal"]);
dsp.DynamicFilterVisualizerオブジェクトを作成し、可変フィルターの振幅応答を可視化します。
filterViz = dsp.DynamicFilterVisualizer(NormalizedFrequency=true);
ランダム データをストリーミングし、dsp.FIRFilter オブジェクトを使用して信号をフィルター処理します。関数designLowpassFIRを使用して、フィルターの係数を設計します。既定では、この関数は FIR フィルター係数のベクトルを返します。これらの係数を dsp.FIRFilter オブジェクトに割り当てます。
シミュレーション中に、フィルターのカットオフ周波数を変化させます。関数 designLowpassFIR は、更新されたフィルター仕様に基づき係数を再設計します。これらの更新された係数を FIR フィルターに渡します。スペクトル アナライザーを使用して、入力信号とフィルター処理された信号のスペクトルを可視化します。
Fcut = 0.5; for idx = 1:500 num = designLowpassFIR(FilterOrder=30,CutoffFrequency=Fcut,Window="hann"); x = randn(1024,1); y = firFilt(x,num); spectrumScope(x,y); filterViz(num,1); Fcut = Fcut + 0.0005; end
関数 designLowpassFIR を使用してローパス FIR フィルター オブジェクトの設計と実装を行います。引数 SystemObject を true に設定した場合、関数はdsp.FIRFilterオブジェクトを返します。フィルターを単精度で設計するには、Datatype 引数または like 引数を使用します。あるいは、数値引数のいずれかを単精度で指定することもできます。
firFilt = designLowpassFIR(FilterOrder=30,CutoffFrequency=0.5,Window="hann",... Datatype="single",SystemObject=true)
firFilt =
dsp.FIRFilter with properties:
Structure: 'Direct form'
NumeratorSource: 'Property'
Numerator: [0 2.1297e-19 0.0011 -1.8613e-18 -0.0048 4.8729e-18 0.0122 -8.7270e-18 -0.0251 1.2757e-17 0.0477 -1.6267e-17 -0.0960 1.8649e-17 0.3148 0.5000 0.3148 1.8649e-17 -0.0960 -1.6267e-17 0.0477 1.2757e-17 -0.0251 … ] (1×31 single)
InitialConditions: 0
Show all properties
dsp.DynamicFilterVisualizerオブジェクトを作成し、フィルターの振幅応答を可視化します。
filterViz = dsp.DynamicFilterVisualizer(NormalizedFrequency=true); filterViz(firFilt)
spectrumAnalyzerオブジェクトを作成して、入力信号と出力信号のスペクトルを可視化します。
spectrumScope = spectrumAnalyzer(SampleRate=44100,PlotAsTwoSidedSpectrum=false,... ChannelNames=["Input Signal","Filtered Signal"]);
ランダム データをストリーミングし、dsp.FIRFilter オブジェクトを使用して信号をフィルター処理します。スペクトル アナライザーを使用して、入力信号とフィルター処理された信号のスペクトルを可視化します。
for idx = 1:500 x = randn(1024,1); y = firFilt(x); spectrumScope(x,y); end
関数designHalfbandFIRを使用して、次数 24 と遷移幅 0.1 で等リップル FIR ハーフバンド フィルターを設計します。フィルター係数を dsp.FIRFilter System object に割り当てます。
b = designHalfbandFIR(FilterOrder=24,DesignMethod="equiripple");
hbFIR = dsp.FIRFilter(b);dsp.DynamicFilterVisualizerオブジェクトを作成し、フィルターの振幅応答を可視化します。
dfv = dsp.DynamicFilterVisualizer(NormalizedFrequency=true); dfv(hbFIR);
spectrumAnalyzerオブジェクトを作成して、入力信号と出力信号のスペクトルを可視化します。
scope = spectrumAnalyzer(SampleRate=2, PlotAsTwoSidedSpectrum=false,... ChannelNames=["Input Signal","Filtered Signal"]);
ランダム データをストリーミングし、FIR ハーフバンド フィルターを使用して信号をフィルター処理します。
for i = 1:1000 x = randn(1024, 1); y = hbFIR(x); scope(x,y); end
R2023b 以降
関数 designfilt を使用してローパス FIR フィルターを設計します。
フィルターは、正規化された周波数単位の通過帯域周波数が 0.45 で阻止帯域周波数が 0.55 である最小次数フィルターです。通過帯域リップルは 1 dB、阻止帯域の減衰量は 60 dB です。Kaiser window 設計法を使用し、引数 SystemObject を true に設定します。
これらの仕様を使用すると、関数 designfilt がdsp.FIRFilterSystem object™ を作成します。
lpFIRFilter = designfilt("lowpassfir", ... PassbandFrequency=0.45,StopbandFrequency=0.55, ... PassbandRipple=1,StopbandAttenuation=60, ... DesignMethod="kaiserwin",SystemObject=true)
lpFIRFilter =
dsp.FIRFilter with properties:
Structure: 'Direct form'
NumeratorSource: 'Property'
Numerator: [1.2573e-04 -1.9141e-04 -2.7282e-04 3.7207e-04 4.9141e-04 -6.3325e-04 -8.0016e-04 9.9490e-04 0.0012 -0.0015 -0.0018 0.0021 0.0025 -0.0029 -0.0034 0.0040 0.0046 -0.0053 -0.0060 0.0069 0.0079 -0.0090 -0.0102 0.0116 … ] (1×74 double)
InitialConditions: 0
Show all properties
freqz を使用して、このフィルターの振幅応答と位相応答を可視化します。
freqz(lpFIRFilter.Numerator)
アルゴリズム
このオブジェクトは、Discrete FIR Filter (Simulink) 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。
拡張機能
バージョン履歴
R2012a で導入参考
関数
freqz|filterAnalyzer|impz|info|coeffs|cost|grpdelay|outputDelay|designLowpassFIR|designBandpassFIR|designBandstopFIR|designHighpassFIR|designFracDelayFIR|designHalfbandFIR
オブジェクト
ブロック
- Discrete FIR Filter (Simulink)
