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dsp.IIRFilter
無限インパルス応答 (IIR) フィルター
説明
dsp.IIRFilter System object™ は、指定されたフィルターを使用して入力の各チャネルをフィルター処理します。フィルターに 'Direct form I'、'Direct form I transposed'、'Direct form II' または 'Direct form II transposed' 構造のいずれかを指定できます。
NumeratorプロパティとDenominatorプロパティを使用して、フィルター分子係数と分母係数を指定します。これらの係数に加え、InitialConditionsプロパティを使って非ゼロのフィルターの初期状態も指定できます。
IIR フィルターを使用して信号をフィルター処理するには、次のようにします。
dsp.IIRFilter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 (MATLAB)を参照してください。
作成
構文
iir = dsp.IIRFilteriir = dsp.IIRFilter(Name,Value)プロパティ
使用法
R2016b より前のバージョンでは、関数 step を使用して System object アルゴリズムを実行します。step に対する引数は作成したオブジェクトであり、この節で示す引数が次に続きます。
たとえば、y = step(obj,x) と y = obj(x) は同等の演算を実行します。
構文
iirOut = iir(input)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)
このオブジェクトがサポートしているフィルター解析法のリストについては、MATLAB® コマンド プロンプトに「dsp.IIRFilter.helpFilterAnalysis」と入力します。対応する関数リファレンス ページについては、Analysis Methods for Filter System Objects を参照してください。
例
IIR フィルターを使用したノイズを含む信号のフィルター
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。
IIR フィルターの振幅応答を表示します。Spectrum Analyzer を使用して、出力信号のパワー スペクトルを表示します。
初期化
x = randn(2048,1); x = x-mean(x); src = dsp.SignalSource; src.Signal = x; sink = dsp.SignalSink; N = 10; Fc = 0.4; [b,a] = butter(N,Fc); iir = dsp.IIRFilter('Numerator',b,'Denominator',a); sa = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',8e3,... 'PlotAsTwoSidedSpectrum',false,... 'OverlapPercent',80,'PowerUnits','dBW',... 'YLimits',[-220 -10]);
信号のフィルター処理
while ~isDone(src) input = src(); output = iir(input); sa(output) sink(output); end Result = sink.Buffer; fvtool(iir,'Fs',8000)
IIR フィルターの設計
この例では、IIR フィルターを設計する 2 つの方法を示します。
fdesign と design を使用してフィルターを設計します。
D = fdesign.comb('notch','N,BW',8,0.02); iir = design(D,'systemobject',true)
iir =
dsp.IIRFilter with properties:
Structure: 'Direct form II'
Numerator: [0.8878 0 0 0 0 0 0 0 -0.8878]
Denominator: [1 0 0 0 0 0 0 0 -0.7757]
InitialConditions: 0
Show all properties
fvtool(iir);
フィルター係数を使用してフィルターを設計します。
b = [0.9 zeros(9,1)' -0.9]; a = [1 zeros(9,1)' -0.8]; iir = dsp.IIRFilter('Numerator',b,'Denominator',a)
iir =
dsp.IIRFilter with properties:
Structure: 'Direct form II transposed'
Numerator: [0.9000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -0.9000]
Denominator: [1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -0.8000]
InitialConditions: 0
Show all properties
fvtool(iir);
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:
コード生成では、
NumeratorプロパティとDenominatorプロパティのみが調整可能です。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™ を使用して浮動小数点アルゴリズムを固定小数点に変換します。
dsp.IIRFilter System object は、以下のフィルター構造をサポートします。各セクションのブロック線図は、固定小数点信号のフィルター構造で使用されるデータ型を示しています。オブジェクトの固定小数点プロパティを使用してデータ型を設定できます。
直接型 I
以下の制約は、Structure プロパティが 'Direct form I' に設定されている場合に適用されます。
入力は実数または複素数を受け入れる。
分子係数と分母係数は実数または複素数を受け入れる。
分子係数と分母係数は同じ実数/複素数の特性をもたなければならない。分子係数と分母係数の実数/複素数がそれぞれ異なると、オブジェクトは 2 組の複素数係数が指定されている場合と同様にフィルターを処理します。実数値係数のセットは、値がゼロの虚数部をもつ複素数ベクトルと同様に扱われます。
この構造に状態のデータ型は指定できない。状態のデータ型を指定できないのは、入力および出力の状態が、入力バッファーおよび出力バッファーと同じデータ型をもつためです。
直接型 I 転置構成
以下の制約は、Structure プロパティが 'Direct form I transposed' に設定されている場合に適用されます。
入力は実数または複素数を受け入れる。
分子係数と分母係数は実数または複素数を受け入れる。
分子係数と分母係数は同じ実数/複素数の特性をもたなければならない。分子係数と分母係数の実数/複素数がそれぞれ異なると、オブジェクトは 2 組の複素数係数が指定されている場合と同様にフィルターを処理します。実数値係数のセットは、値がゼロの虚数部をもつ複素数ベクトルと同様に扱われます。
入力または係数が複素数のときに状態は複素数になる。
直接型 II
以下の制約は、Structure プロパティが 'Direct form II' に設定されている場合に適用されます。
入力は実数または複素数を受け入れる。
分子係数と分母係数は実数または複素数を受け入れる。
分子係数と分母係数は同じ実数/複素数の特性をもたなければならない。分子係数と分母係数の実数/複素数がそれぞれ異なると、オブジェクトは 2 組の複素数係数が指定されている場合と同様にフィルターを処理します。実数値係数のセットは、値がゼロの虚数部をもつ複素数ベクトルと同様に扱われます。
入力または係数が複素数のときに状態は複素数になる。
直接型 II 転置構成
以下の制約は、Structure プロパティが 'Direct form II transposed' に設定されている場合に適用されます。
入力は実数または複素数を受け入れる。
分子係数と分母係数は実数または複素数を受け入れる。
分子係数と分母係数は同じ実数/複素数の特性をもたなければならない。分子係数と分母係数の実数/複素数がそれぞれ異なると、オブジェクトは 2 組の複素数係数が指定されている場合と同様にフィルターを処理します。実数値係数のセットは、値がゼロの虚数部をもつ複素数ベクトルと同様に扱われます。
入力または係数が複素数のときに状態は複素数になる。
