filterBuilder

各設計のオプションは、それぞれの設計法に固有のものです。任意応答設計では、利用可能なオプションは [応答の仕様] の内容によっても異なります。この節では、すべての設計と設計法に対して利用可能な全オプションを示すわけではありません。

設計法

フィルターの設計法を選択します。前の節で入力した定義パラメーターに応じて、異なる方法が有効になります。

設計オプション

[ウィンドウ] — [設計法] が [周波数サンプリング] の場合に有効です。大かっこを関数 window または関数ハンドルの名前に置き換えます。たとえば、'hamming' や @hamming のようにします。ウィンドウ関数が長さ以外のパラメーターを受け入れる場合は、cell 配列を使用します。たとえば、{'kaiser',3.5} や {@chebwin,60} のようにします。
[密度係数] — [設計法] が [等リップル] の場合に有効です。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 (フィルターの次数 + 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。16 の既定値は、理想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妥当な相殺値になります。
IIR 任意群遅延設計の場合、既定値は 20 に変わります。
[位相の制約] — [設計法] が [等リップル] で、DSP System Toolbox がインストールされ、[応答を指定] が [振幅] の場合に有効です。[線形]、[最小値] または [最大値] のいずれかを選択します。
[重み] — [重み] に設定された重みを使用して、シングルバンド設計の誤差に重みを付けます。複数の周波数帯域がある場合は、[重み] 設計オプションが [B1 重み]、[B2 重み] に変わり、個別の帯域を指定します。i 番目の帯域の重みを指定するには、[Bi 重み] を使用します。[Bi 重み] 設計オプションは、i 番目の帯域を制約なしに指定した場合にのみ利用可能です。
[Bi 指定周波数点] — このオプションは、[応答を指定] が [振幅] に設定されているときにのみ、マルチバンド制約付き等リップル設計で利用できます。[Bi 指定周波数点] は、応答がゼロに指定される i 番目の帯域の周波数点です。インデックス i は、[帯域特性] の周波数帯域に対応します。たとえば、[帯域特性] で 2 つの帯域を指定する場合、[B1 指定周波数点] と [B2 指定周波数点] があります。
[ノルム] — IIR 任意群遅延設計でのみ有効です。[ノルム] は最適化で使用されるノルムです。既定値は 128 で、基本的に L-無限大ノルムと同じです。ノルムは偶数でなければなりません。
[最大極半径] — IIR 任意群遅延設計でのみ有効です。最大極半径を制約します。既定の設定は 0.999999 です。[最大極半径] の値を小さくすると、伝達関数の量子化に対する耐性が強くなります。
[初期ノルム] — IIR 任意群遅延設計でのみ有効です。初期ノルムは最適化で使用されるノルムです。既定の初期ノルムは 2 です。
[初期分子係数] — フィルターの分子係数の初期推定を指定します。
初期分母係数 — フィルターの分母係数の初期推定を指定します。最適化が困難な場合に役立つことがあります。オールパスフィルターでは、分母係数または分子係数のみを指定する必要があります。分母係数を指定すると、分子係数を取得できます。

オーディオ重みフィルター設計 — [メイン] ペイン

バンドパスフィルター設計 — [メイン] ペイン

このグループのパラメーターを使用すると、インパルス応答やフィルターの次数などのフィルター形式を指定できます。

インパルス応答

ドロップダウンリストから [FIR] または [IIR] を選択します。ここで、[FIR] は既定のインパルス応答です。インパルス応答を選択すると、フィルターの実装に使用できる設計法と構造が選択に応じて変更されます。

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

ドロップダウンボックスから [最小値] (既定の設定) または [指定] を選択します。[指定] を選択すると、[次数] オプションが有効になり、フィルター次数を入力できます。

DSP System Toolbox ソフトウェアがインストールされている場合、分子と分母に異なる次数を指定して、IIR フィルターを指定できます。既定の設定は等しい次数です。分母に異なる次数を指定するには、[分母次数] ボックスをオンにします。

フィルタータイプ — このダイアログは、DSP System Toolbox ソフトウェアがインストールされている場合にのみ表示されます。

[シングルレート]、[間引き]、[内挿] または [サンプルレート変換] 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。既定の設定では、filterBuilder はシングルレートのフィルターを指定します。

[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。

次数

フィルターの次数を入力します。このオプションは、[次数モード] で [指定] を選択した場合にのみ有効になります。

間引き係数

間引き係数を入力します。このオプションは、[フィルタータイプ] が [間引き] または [サンプルレート変換] に設定されている場合にのみ有効になります。既定の数値は 2 です。

内挿係数

間引き係数を入力します。このオプションは、[フィルタータイプ] が [内挿] または [サンプルレート変換] に設定されている場合にのみ有効になります。既定の数値は 2 です。

このグループのパラメーターを使用すると、フィルターの応答曲線を指定できます。フィルターの仕様を図で表すと、次のようになります。

この図の中で、阻止帯域周波数 1 (Fstop1) や通過帯域周波数 1 (Fpass1) などの指定値間の領域は、フィルター応答が明示的に定義されていない遷移領域を表します。

周波数制約

周波数応答特性を定義するために使用するフィルター機能を選択します。このダイアログは、[次数モード] が [指定] の場合にのみ表示されます。

Passband and stopband frequencies — 阻止帯域と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。
Passband frequency — 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 frequency — 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。
Half power (3dB) frequency — 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 (IIR フィルター)。3 dB ポイントは、通過帯域値の下にある 3 dB に対する周波数です。
Half power (3dB) frequencies and passband width — 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。(IIR フィルター)
Half power (3dB) frequencies and stopband width — 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。(IIR フィルター)
Cutoff (6dB) frequency — 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。(FIR フィルター)

周波数単位

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。この動作は既定です。周波数を Hz で入力するには、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。単位オプションのいずれかを選択すると、[入力サンプルレート] パラメーターが有効になります。

入力サンプルレート

[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。このパラメーターは、周波数オプションのいずれかを [周波数単位] リストから選択したときに使用可能になります。

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。

このグループのパラメーターを使用すると、filterBuilder がフィルターを実装するために使用する設計法と構造を指定できます。

設計法: 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 設計法は通常はバタワースで、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: 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。このパラメーターは、IIR フィルターのみに適用されます。

設計オプション

各設計のオプションは、それぞれの設計法に固有のものです。この節では、すべての設計と設計法に対して利用可能な全オプションを示すわけではありません。さまざまな設計法やフィルター仕様を選択していく中で遭遇するオプションはほかにも数多くあります。以下のオプションは、最も一般的なオプションを表しています。

密度係数

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 (フィルターの次数 + 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。16 の既定値は、理想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妥当な相殺値になります。

位相の制約

[設計法] が [等リップル] に設定され、DSP System Toolbox がインストールされている場合に有効です。[線形]、[最小値] または [最大値] のいずれかを選択します。

最小次数

このオプションは、DSP System Toolbox ソフトウェアがインストールされ、[次数モード] が [最小値] の場合にのみ適用されます。

[任意] (既定の設定)、[偶数] または [奇数] を選択します。[偶数] または [奇数] を選択すると、最小次数設計が偶数または奇数の次数に指定されます。

Wstop1

最初の阻止帯域の重み

Wpass

通過帯域の重み。

Wstop2

2 番目の阻止帯域の重み

最大極半径

IIR 設計でのみ有効です。最大極半径を制約します。既定値は 1 です。最大極半径の値を小さくすると、伝達関数の量子化に対する耐性が強くなります。

初期ノルム

IIR 設計でのみ有効です。初期ノルムは最適化で使用されるノルムです。既定の初期ノルムは 2 です。

初期分子係数

フィルターの分子係数の初期推定を指定します。最適化が困難な場合に役立つことがあります。

初期分母係数

フィルターの分母係数の初期推定を指定します。最適化が困難な場合に役立つことがあります。

バンドストップフィルター設計 — [メイン] ペイン

このグループのパラメーターを使用すると、インパルス応答やフィルターの次数などのフィルター形式を指定できます。

インパルス応答

ドロップダウンリストから [FIR] または [IIR] を選択します。ここで、[FIR] は既定のインパルス応答です。インパルス応答を選択すると、フィルターの実装に使用できる設計法と構造が選択に応じて変更されます。

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

ドロップダウンリストから [最小値] (既定の設定) または [指定] を選択します。[指定] を選択すると、[次数] オプションが有効になり、フィルター次数を入力できます。

DSP System Toolbox ソフトウェアがインストールされている場合、分子と分母に異なる次数を指定して、IIR フィルターを指定できます。既定の設定は等しい次数です。分母に異なる次数を指定するには、[分母次数] ボックスをオンにします。

フィルタータイプ

[シングルレート]、[間引き]、[内挿] または [サンプルレート変換] 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。既定の設定では、filterBuilder はシングルレートのフィルターを指定します。

[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。

間引きまたは内挿を設計する場合、結果のフィルターは、入力信号を間引きまたは内挿するバンドパスフィルターになります。

次数

フィルターの次数を入力します。このオプションは、[次数モード] が [指定] に設定された場合にのみ有効になります。

間引き係数

間引き係数を入力します。このオプションは、[フィルタータイプ] が [間引き] または [サンプルレート変換] に設定されている場合にのみ有効になります。既定の数値は 2 です。

内挿係数

間引き係数を入力します。このオプションは、[フィルタータイプ] が [内挿] または [サンプルレート変換] に設定されている場合にのみ有効になります。既定の数値は 2 です。

このグループのパラメーターを使用すると、フィルターの応答曲線を指定できます。フィルターの仕様を図で表すと、次のようになります。

周波数制約

周波数応答特性を定義するために使用するフィルター機能を選択します。このダイアログは、[次数モード] が [指定] の場合にのみ表示されます。

通過帯域周波数と阻止帯域周波数 — 阻止帯域と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。
通過帯域周波数 — 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。
阻止帯域周波数 — 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 — 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 (IIR フィルター)。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 — 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 (IIR フィルター)。
電力半値 (3 dB) 周波数と阻止帯域幅 — 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 (IIR フィルター)。
カットオフ (6 dB) 周波数 — 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 (FIR フィルター)。6 dB ポイントは、通過帯域値の下にある 6 dB ポイントに対する周波数です。

周波数単位

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。この動作は既定です。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。単位オプションのいずれかを選択すると、[入力サンプルレート] パラメーターが有効になります。

入力サンプルレート

[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。このパラメーターは、周波数オプションのいずれかを [周波数単位] リストから選択したときに使用可能になります。

出力サンプルレート

内挿を設計するとき、Fs はフィルター入力ではなく、フィルター出力のサンプリング周波数を表します。このオプションは、[フィルタータイプ] を [内挿] に設定したときにのみ使用できます。

通過帯域周波数 1

最初の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 1

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。

阻止帯域周波数 2

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 2

2 番目の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。

このグループのパラメーターを使用すると、filterBuilder がフィルターを実装するために使用する設計法と構造を指定できます。

設計法: 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 設計法は通常はバタワースで、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: 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。このパラメーターは、IIR フィルターのみに適用されます。

設計オプション

各設計のオプションは、それぞれの設計法に固有のものです。この節では、すべての設計と設計法に対して利用可能な全オプションを示すわけではありません。さまざまな設計法やフィルター仕様を選択していく中で遭遇するオプションはほかにも数多くあります。以下のオプションは、最も一般的なオプションを表しています。

密度係数

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 (フィルターの次数 + 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。16 の既定値は、理想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妥当な相殺値になります。

位相の制約

[設計法] が [等リップル] に設定され、DSP System Toolbox がインストールされている場合に有効です。[線形]、[最小値] または [最大値] のいずれかを選択します。

最小次数

このオプションは、DSP System Toolbox ソフトウェアがインストールされ、[次数モード] が [最小値] の場合にのみ適用されます。

[任意] (既定の設定)、[偶数] または [奇数] を選択します。[偶数] または [奇数] を選択すると、最小次数設計が偶数または奇数の次数に指定されます。

Wpass1

最初の通過帯域の重み

Wstop

阻止帯域の重み

Wpass2

2 番目の通過帯域の重み

厳密に一致

passband または stopband を選択したときに、結果のフィルター設計が通過帯域または阻止帯域、あるいは両方の帯域に一致することを指定します。

最大極半径

IIR 設計でのみ有効です。最大極半径を制約します。既定値は 1 です。最大極半径の値を小さくすると、伝達関数の量子化に対する耐性が強くなります。

初期ノルム

IIR 設計でのみ有効です。初期ノルムは最適化で使用されるノルムです。既定の初期ノルムは 2 です。

初期分子係数

フィルターの分子係数の初期推定を指定します。最適化が困難な場合に役立つことがあります。

初期分母係数

フィルターの分母係数の初期推定を指定します。最適化が困難な場合に役立つことがあります。

CIC フィルター設計 — [メイン] ペイン

CIC 補正設計 — [メイン] ペイン

このグループのパラメーターを使用すると、フィルター次数モードやフィルタータイプなどのフィルター形式を指定できます。

次数モード

ドロップダウンリストから [最小値] (既定の設定) または [指定] を選択します。[指定] を選択すると、[次数] オプション (以下の節を参照) が有効になり、フィルターの次数を入力できます。

フィルタータイプ

[シングルレート]、[間引き]、[内挿] または [サンプルレート変換] 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。既定の設定では、filterBuilder はシングルレートのフィルターを指定します。

[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。

間引きまたは内挿を設計する場合、結果のフィルターは、入力信号を間引きまたは内挿するバンドパスフィルターになります。

次数

フィルターの次数を入力します。このオプションは、[次数モード] が [指定] に設定された場合にのみ有効になります。

間引き係数

間引き係数を入力します。このオプションは、[フィルタータイプ] が [間引き] または [サンプルレート変換] に設定されている場合にのみ有効になります。既定の数値は 2 です。

内挿係数

間引き係数を入力します。このオプションは、[フィルタータイプ] が [内挿] または [サンプルレート変換] に設定されている場合にのみ有効になります。既定の数値は 2 です。

CIC セクション数

この補償器の設計対象である CIC フィルターのセクション数を指定します。ドロップダウンリストからセクション数を選択するか、数を入力します。

遅延差

ターゲットの CIC フィルターの遅延差を指定します。既定値は 1 です。ほとんどの CIC フィルターは 1 または 2 を使用します。

周波数仕様

このグループのパラメーターを使用すると、フィルターの応答曲線を指定できます。

このグループのパラメーターを使用すると、filterBuilder がフィルターを実装するために使用する設計法と構造を指定できます。

設計法: 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 設計法は通常はバタワースで、既定の FIR 設計法は等リップルです。

設計オプション

各設計のオプションは、それぞれの設計法に固有のものです。この節では、すべての設計と設計法に対して利用可能な全オプションを示すわけではありません。さまざまな設計法やフィルター仕様を選択していく中で遭遇するオプションはほかにも数多くあります。以下のオプションは、最も一般的なオプションを表しています。

密度係数

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 (フィルターの次数 + 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。16 の既定値は、理想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妥当な相殺値になります。

最小位相

最小位相のフィルターを設計するには、[最小位相] を選択します。[最小位相] オプションをオフにすると、位相の制約が排除され、結果として得られる設計は最小位相ではなくなります。

最小次数

このパラメーターを選択すると、設計法によって、仕様を満たす最小のフィルター次数が決定され、設計されます。このパラメーターを使用しないフィルターもあります。ドロップダウンリストから [任意]、[偶数] または [奇数] を選択し、設計を任意の最小次数、偶数の最小次数、または奇数の最小次数に設定します。

メモ

一般的に、[最小次数] 設計は IIR フィルターには使用できません。

厳密に一致

ドロップダウンリストから passband、stopband または both を選択したときに、結果のフィルター設計が通過帯域または阻止帯域、あるいは両方の帯域に一致することを指定します。

阻止帯域の整形

阻止帯域の整形では、周波数の増加と共に阻止帯域がどのように変化するかを指定します。次のオプションのいずれかを選択します。

フラット — 阻止帯域が平坦であることを指定します。周波数が増加しても減衰量は変化しません。
線形 — 周波数の増加と共に阻止帯域の減衰量が線形に変化することを指定します。阻止帯域の勾配を変更するには、[阻止帯域の減衰] を設定します。
1/f — 周波数の増加と共に、阻止帯域の減衰量が指数的に変化することを指定します。ここで、f は周波数を表します。減衰のべき乗 (指数) は [阻止帯域の減衰] で指定します。

阻止帯域の減衰

阻止帯域の整形を設定するとき、[阻止帯域の減衰] は、阻止帯域に適用される減衰量を指定します。次の条件は、[阻止帯域の整形] の値に基づいて [阻止帯域の減衰] に適用されます。

[阻止帯域の整形] を [フラット] に設定した場合、[阻止帯域の減衰] は阻止帯域には影響しません。
[阻止帯域の整形] を [線形] に設定した場合は、阻止帯域の勾配を dB/rad/s の単位で入力します。filterBuilder によってその勾配が阻止帯域に適用されます。
[阻止帯域の整形] を [1/f] に設定した場合は、関係 (1/f)ⁿ における指数 n の値を入力して阻止帯域の減衰を定義します。filterBuilder によって (1/f)ⁿ の関係が阻止帯域に適用され、阻止帯域の減衰量が指数的に減少します。

櫛形フィルター設計 — [メイン] ペイン

微分器フィルター設計 — [メイン] ペイン

このグループのパラメーターを使用すると、インパルス応答やフィルターの次数などのフィルター形式を指定できます。フィルターの仕様を図で表すと、次のようになります。

この図の中で、[通過帯域周波数] (f₁) や [阻止帯域周波数] (f₃) などの指定値間の領域は、フィルター応答が明示的に定義されていない遷移領域を表します。

次数モード

ドロップダウンリストから [最小値] (既定の設定) または [指定] を選択します。[指定] を選択すると、[次数] オプション (以下の節を参照) が有効になり、フィルターの次数を入力できます。

フィルタータイプ

[シングルレート]、[間引き]、[内挿] または [サンプルレート変換] 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。既定の設定では、filterBuilder はシングルレートのフィルターを指定します。

[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。

間引きまたは内挿を設計する場合、結果のフィルターは、入力信号を間引きまたは内挿するバンドパスフィルターになります。

次数

フィルターの次数を入力します。このオプションは、[次数モード] が [指定] に設定された場合にのみ有効になります。

間引き係数

間引き係数を入力します。このオプションは、[フィルタータイプ] が [間引き] または [サンプルレート変換] に設定されている場合にのみ有効になります。既定の数値は 2 です。

内挿係数

間引き係数を入力します。このオプションは、[フィルタータイプ] が [内挿] または [サンプルレート変換] に設定されている場合にのみ有効になります。既定の数値は 2 です。

このグループのパラメーターを使用すると、filterBuilder がフィルターを実装するために使用する設計法と構造を指定できます。

設計法: 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 設計法は通常はバタワースで、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: 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。このパラメーターは、IIR フィルターのみに適用されます。

設計オプション

各設計のオプションは、それぞれの設計法に固有のものです。この節では、すべての設計と設計法に対して利用可能な全オプションを示すわけではありません。さまざまな設計法やフィルター仕様を選択していく中で遭遇するオプションはほかにも数多くあります。

密度係数

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 (フィルターの次数 + 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。16 の既定値は、理想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妥当な相殺値になります。

Wpass

通過帯域の重み。このオプションは、[周波数制約] が [通過帯域エッジと阻止帯域エッジ] で、[設計法] が [等リップル] の場合にのみ利用可能です。

Wstop

阻止帯域の重みこのオプションは、[周波数制約] が [通過帯域エッジと阻止帯域エッジ] で、[設計法] が [等リップル] の場合にのみ利用可能です。

非整数遅延設計 — [メイン] ペイン

ハーフバンドフィルター設計 — [メイン] ペイン

このグループのパラメーターを使用すると、filterBuilder がフィルターを実装するために使用する設計法と構造を指定できます。

設計法: 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。FIR ハーフバンドフィルターに利用可能な設計オプションは、[等リップル] と [カイザーウィンドウ] です。IIR ハーフバンドフィルターに利用可能な設計オプションは、[バタワース]、[楕円] および [IIR 準線形位相] です。

設計オプション

次の設計オプションは、ユーザーが等リップル設計を指定した場合に FIR ハーフバンドフィルターに使用できます。

最小位相

最小位相のフィルターを設計するには、[最小位相] を選択します。[最小位相] オプションをオフにすると、位相の制約が排除され、結果として得られる設計は最小位相ではなくなります。

阻止帯域の整形

阻止帯域の整形では、周波数の増加と共に阻止帯域がどのように変化するかを指定します。次のオプションのいずれかを選択します。

フラット — 阻止帯域が平坦であることを指定します。周波数が増加しても減衰量は変化しません。
線形 — 周波数の増加と共に阻止帯域の減衰量が線形に変化することを指定します。阻止帯域の勾配を変更するには、[阻止帯域の減衰] を設定します。
1/f — 周波数の増加と共に、阻止帯域の減衰量が指数的に変化することを指定します。ここで、f は周波数を表します。減衰のべき乗 (指数) は [阻止帯域の減衰] で指定します。

阻止帯域の減衰

阻止帯域の整形を設定するとき、[阻止帯域の減衰] は、阻止帯域に適用される減衰量を指定します。次の条件は、[阻止帯域の整形] の値に基づいて [阻止帯域の減衰] に適用されます。

[阻止帯域の整形] を Flat に設定した場合、[阻止帯域の減衰] は阻止帯域には影響を及ぼしません。
[阻止帯域の整形] を Linear に設定した場合は、阻止帯域の勾配を dB/rad/s の単位で入力します。filterBuilder によってその勾配が阻止帯域に適用されます。
[阻止帯域の整形] を 1/f に設定した場合は、関係 (1/f)ⁿ における指数 n の値を入力して阻止帯域の減衰を定義します。filterBuilder によって (1/f)ⁿ の関係が阻止帯域に適用され、阻止帯域の減衰量が指数的に減少します。

ハイパスフィルター設計 — [メイン] ペイン

このグループのパラメーターを使用すると、インパルス応答やフィルターの次数などのフィルター形式を指定できます。

インパルス応答

ドロップダウンリストから [FIR] または [IIR] を選択します。ここで、[FIR] は既定のインパルス応答です。インパルス応答を選択すると、フィルターの実装に使用できる設計法と構造が選択に応じて変更されます。

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

ドロップダウンリストから [最小値] (既定の設定) または [指定] を選択します。[指定] を選択すると、[次数] オプションが有効になり、フィルター次数を入力できます。

[インパルス応答] が [IIR] の場合、分子と分母に同じ次数の指定、または異なる次数の指定が可能です。既定の設定は等しい次数です。分母に異なる次数を指定するには、[分母次数] ボックスをオンにします。

フィルタータイプ

このオプションは DSP System Toolbox ソフトウェアがインストールされている場合にのみ使用できます。[シングルレート]、[間引き]、[内挿] または [サンプルレート変換] 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。既定の設定では、filterBuilder はシングルレートのフィルターを指定します。

[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。

間引きまたは内挿を設計する場合、結果のフィルターは入力信号を間引きまたは内挿するハイパスフィルターになります。

次数

フィルターの次数を入力します。このオプションは、[次数モード] が [指定] に設定された場合にのみ有効になります。

間引き係数

間引き係数を入力します。このオプションは、[フィルタータイプ] が [間引き] または [サンプルレート変換] に設定されている場合にのみ有効になります。既定の数値は 2 です。

内挿係数

内挿係数を入力します。このオプションは、[フィルタータイプ] が [内挿] または [サンプルレート変換] に設定されている場合にのみ有効になります。既定の数値は 2 です。

このグループのパラメーターを使用すると、フィルターの応答曲線を指定できます。フィルターの仕様を図で表すと、次のようになります。

この図の中で、[阻止帯域周波数] (Fstop) と [通過帯域周波数] (Fpass) の指定値間の領域は、フィルター応答が明示的に定義されていない遷移領域を表します。

周波数制約

周波数応答特性を定義するために使用するフィルター機能を選択します。一覧には次のオプションが含まれています (フィルター仕様に利用可能な場合)。

[阻止帯域エッジと通過帯域エッジ] — 阻止帯域と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。
通過帯域周波数 — 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。
阻止帯域周波数 — 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。
阻止帯域周波数と電力半値 (3 dB) 周波数 — 阻止帯域エッジの周波数と 3 dB 下りポイントを指定して、フィルターを定義します (IIR 設計)。
電力半値 (3 dB) 周波数と通過帯域周波数 — 3 dB 下りポイントと通過帯域エッジの周波数を指定して、フィルターを定義します (IIR 設計)。
電力半値 (3 dB) 周波数 — 3 dB ポイントの周波数を指定して、フィルターを定義します (IIR 設計または maxflat FIR)。
カットオフ (6 dB) 周波数 — フィルター応答で 6 dB ポイントの周波数を指定して、フィルターを定義します (FIR 設計)。

周波数単位

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。この動作は既定です。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。単位オプションのいずれかを選択すると、[入力サンプルレート] パラメーターが有効になります。

入力サンプルレート

[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。このパラメーターは、周波数オプションのいずれかを [周波数単位] リストから選択したときに使用可能になります。

通過帯域周波数

通過帯域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

阻止帯域の先頭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。

このグループのパラメーターを使用すると、filterBuilder がフィルターを実装するために使用する設計法と構造を指定できます。

設計法: 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 設計法は通常はバタワースで、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: 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。このパラメーターは、IIR フィルターのみに適用されます。

設計オプション

各設計のオプションは、それぞれの設計法に固有のものです。この節では、すべての設計と設計法に対して利用可能な全オプションを示すわけではありません。さまざまな設計法やフィルター仕様を選択していく中で遭遇するオプションはほかにも数多くあります。以下のオプションは、最も一般的なオプションを表しています。

密度係数

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 (フィルターの次数 + 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。16 の既定値は、理想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妥当な相殺値になります。

位相の制約

このオプションは、DSP System Toolbox ソフトウェアがインストールされ、[設計法] が [等リップル] の場合にのみ適用されます。[線形]、[最小値] または [最大値] のいずれかを選択します。

最小次数 — このオプションは、DSP System Toolbox ソフトウェアがインストールされ、[次数モード] が [最小値] の場合にのみ適用されます。

[任意] (既定の設定)、[偶数] または [奇数] を選択します。[偶数] または [奇数] を選択すると、最小次数設計が偶数または奇数の次数に指定されます。

厳密に一致

Passband または Stopband を選択したときに、結果のフィルター設計が通過帯域または阻止帯域に一致することを指定します。

阻止帯域の整形

阻止帯域の整形では、周波数の増加と共に阻止帯域がどのように変化するかを指定します。次のオプションのいずれかを選択します。

フラット — 阻止帯域が平坦であることを指定します。周波数が増加しても減衰量は変化しません。
線形 — 周波数の増加と共に阻止帯域の減衰量が線形に変化することを指定します。阻止帯域の勾配を変更するには、[阻止帯域の減衰] を設定します。
1/f — 周波数の増加と共に、阻止帯域の減衰量が指数的に変化することを指定します。ここで、f は周波数を表します。減衰のべき乗 (指数) は [阻止帯域の減衰] で指定します。

阻止帯域の減衰

阻止帯域の整形を設定するとき、[阻止帯域の減衰] は、阻止帯域に適用される減衰量を指定します。次の条件は、[阻止帯域の整形] の値に基づいて [阻止帯域の減衰] に適用されます。

[阻止帯域の整形] を Flat に設定した場合、[阻止帯域の減衰] は阻止帯域には影響を及ぼしません。
[阻止帯域の整形] を Linear に設定した場合は、阻止帯域の勾配を dB/rad/s の単位で入力します。filterBuilder によってその勾配が阻止帯域に適用されます。
[阻止帯域の整形] を 1/f に設定した場合は、関係 (1/f)ⁿ における指数 n の値を入力して阻止帯域の減衰を定義します。filterBuilder によって (1/f)ⁿ の関係が阻止帯域に適用され、阻止帯域の減衰量が指数的に減少します。

Wpass

通過帯域の重み。このオプションは、[インパルス応答] が [FIR] で、[次数モード] が [指定] の場合にのみ適用されます。

Wstop

阻止帯域の重みこのオプションは、[インパルス応答] が [FIR] で、[次数モード] が [指定] の場合にのみ適用されます。

ヒルベルトフィルター設計 — [メイン] ペイン

このグループのパラメーターを使用すると、インパルス応答やフィルターの次数などのフィルター形式を指定できます。

インパルス応答

ドロップダウンリストから [FIR] または [IIR] を選択します。ここで、[FIR] は既定のインパルス応答です。インパルス応答を選択すると、フィルターの実装に使用できる設計法と構造が選択に応じて変更されます。

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

このオプションは DSP System Toolbox ソフトウェアがインストールされている場合にのみ使用できます。ドロップダウンリストから [最小値] (既定の設定) または [指定] を選択します。[指定] を選択すると、[次数] オプション (以下の節を参照) が有効になり、フィルターの次数を入力できます。

フィルタータイプ

このオプションは DSP System Toolbox ソフトウェアがインストールされている場合にのみ使用できます。[シングルレート]、[間引き]、[内挿] または [サンプルレート変換] 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。既定の設定では、filterBuilder はシングルレートのフィルターを指定します。

[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。

間引きまたは内挿を設計する場合、結果のフィルターは、入力信号を間引きまたは内挿するバンドパスフィルターになります。

次数

フィルターの次数を入力します。このオプションは、[次数モード] が [指定] に設定された場合にのみ有効になります。

間引き係数

間引き係数を入力します。このオプションは、[フィルタータイプ] が [間引き] または [サンプルレート変換] に設定されている場合にのみ有効になります。既定の数値は 2 です。

内挿係数

間引き係数を入力します。このオプションは、[フィルタータイプ] が [内挿] または [サンプルレート変換] に設定されている場合にのみ有効になります。既定の数値は 2 です。

このグループのパラメーターを使用すると、filterBuilder がフィルターを実装するために使用する設計法と構造を指定できます。

設計法: 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 設計法は通常はバタワースで、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: 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。このパラメーターは、IIR フィルターのみに適用されます。

設計オプション

各設計のオプションは、それぞれの設計法に固有のものです。この節では、すべての設計と設計法に対して利用可能な全オプションを示すわけではありません。さまざまな設計法やフィルター仕様を選択していく中で遭遇するオプションはほかにも数多くあります。以下のオプションは、最も一般的なオプションを表しています。

密度係数

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 (フィルターの次数 + 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。16 の既定値は、理想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妥当な相殺値になります。

FIR タイプ

このオプションは、最小次数設計でのみ利用可能です。タイプ 3 またはタイプ 4 FIR のどちらのフィルターを設計するかを指定します。フィルタータイプは次のように定義されます。

タイプ 3 — 偶数の次数で反対称の係数をもつ FIR フィルター
タイプ 4 — 奇数の次数で反対称の係数をもつ FIR フィルター

3 または 4 をドロップダウンリストから選択します。

逆 sinc フィルター設計 — [メイン] ペイン

このグループのパラメーターを使用すると、インパルス応答やフィルターの次数などのフィルター形式を指定できます。

次数モード

ドロップダウンリストから [最小値] (既定の設定) または [指定] を選択します。[指定] を選択すると、[次数] オプション (以下の節を参照) が有効になり、フィルターの次数を入力できます。

応答タイプ

逆 sinc ローパスまたはハイパスフィルターを設計するには、[ローパス] または [ハイパス] を選択します。

フィルタータイプ

[シングルレート]、[間引き]、[内挿] または [サンプルレート変換] 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。既定の設定では、filterBuilder はシングルレートのフィルターを指定します。

[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。

間引きまたは内挿を設計する場合、結果のフィルターは、入力信号を間引きまたは内挿するバンドパスフィルターになります。

次数

フィルターの次数を入力します。このオプションは、[次数モード] が [指定] に設定された場合にのみ有効になります。

間引き係数

間引き係数を入力します。このオプションは、[フィルタータイプ] が [間引き] または [サンプルレート変換] に設定されている場合にのみ有効になります。既定の数値は 2 です。

内挿係数

間引き係数を入力します。このオプションは、[フィルタータイプ] が [内挿] または [サンプルレート変換] に設定されている場合にのみ有効になります。既定の数値は 2 です。

このグループのパラメーターを使用すると、フィルターの応答曲線を指定できます。フィルターの仕様を図で表すと、次のようになります。

[通過帯域周波数] (Fpass) や [阻止帯域周波数] (Fstop) などの指定値間の領域は、フィルター応答が明示的に定義されていない遷移領域を表します。

周波数制約

このオプションは、フィルター次数を指定したときにのみ使用できます。以下のオプションを使用できます。

Passband and stopband frequencies — 阻止帯域と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。
Passband frequency — 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 frequency — 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。
Cutoff (6dB) frequency — 6 dB ポイントは、通過帯域値の下にある 6 dB ポイントに対する周波数です。

周波数単位

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。この動作は既定です。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。単位オプションのいずれかを選択すると、[入力サンプルレート] パラメーターが有効になります。

入力サンプルレート

[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。このパラメーターは、周波数オプションのいずれかを [周波数単位] リストから選択したときに使用可能になります。

通過帯域周波数

通過帯域の末尾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

阻止帯域の先頭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。

このグループのパラメーターを使用すると、filterBuilder がフィルターを実装するために使用する設計法と構造を指定できます。

設計法: 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 設計法は通常はバタワースで、既定の FIR 設計法は等リップルです。

設計オプション

各設計のオプションは、それぞれの設計法に固有のものです。この節では、すべての設計と設計法に対して利用可能な全オプションを示すわけではありません。さまざまな設計法やフィルター仕様を選択していく中で遭遇するオプションはほかにも数多くあります。以下のオプションは、最も一般的なオプションを表しています。

密度係数

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 (フィルターの次数 + 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。16 の既定値は、理想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妥当な相殺値になります。

位相の制約

[線形]、[最小値] または [最大値] がオプションとして利用できます。

阻止帯域の整形

阻止帯域の整形では、周波数の増加と共に阻止帯域がどのように変化するかを指定します。次のオプションのいずれかを選択します。

フラット — 阻止帯域が平坦であることを指定します。周波数が増加しても減衰量は変化しません。
線形 — 周波数の増加と共に阻止帯域の減衰量が線形に変化することを指定します。阻止帯域の勾配を変更するには、[阻止帯域の減衰] を設定します。
1/f — 周波数の増加と共に、阻止帯域の減衰量が指数的に変化することを指定します。ここで、f は周波数を表します。減衰のべき乗 (指数) は [阻止帯域の減衰] で指定します。

阻止帯域の減衰

阻止帯域の整形を設定するとき、[阻止帯域の減衰] は、阻止帯域に適用される減衰量を指定します。次の条件は、[阻止帯域の整形] の値に基づいて [阻止帯域の減衰] に適用されます。

[阻止帯域の整形] を Flat に設定した場合、[阻止帯域の減衰] は阻止帯域には影響を及ぼしません。
[阻止帯域の整形] を Linear に設定した場合は、阻止帯域の勾配を dB/rad/s の単位で入力します。filterBuilder によってその勾配が阻止帯域に適用されます。
[阻止帯域の整形] を 1/f に設定した場合は、関係 (1/f)ⁿ における指数 n の値を入力して阻止帯域の減衰を定義します。filterBuilder によって (1/f)ⁿ の関係が阻止帯域に適用され、阻止帯域の減衰量が指数的に減少します。

Sinc 周波数ファクター

周波数膨張ファクター。Sinc 周波数ファクター C は、H(ω) = sinc(Cω)^(–P) によってローパス設計と、H(ω) = sinc(C(1–ω))^(–P) によってハイパス設計の通過帯域振幅応答をパラメーター化します。

Sinc パワー

通過帯域振幅応答の負のパワー。Sinc パワー P は、H(ω) = sinc(Cω)^(–P) によってローパス設計と、H(ω) = sinc(C(1–ω))^(–P) によってハイパス設計の通過帯域振幅応答をパラメーター化します。

ローパスフィルター設計 — [メイン] ペイン

このグループのパラメーターを使用すると、インパルス応答やフィルターの次数などのフィルター形式を指定できます。

インパルス応答

ドロップダウンリストから [FIR] または [IIR] を選択します。ここで、[FIR] は既定のインパルス応答です。インパルス応答を選択すると、フィルターの実装に使用できる設計法と構造が選択に応じて変更されます。

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

ドロップダウンリストから [最小値] (既定の設定) または [指定] を選択します。[指定] を選択すると、[次数] オプション (以下の節を参照) が有効になり、フィルターの次数を入力できます。

[インパルス応答] が [IIR] の場合、分子と分母に同じ次数の指定、または異なる次数の指定が可能です。既定の設定は等しい次数です。分母に異なる次数を指定するには、[分母次数] ボックスをオンにします。

フィルタータイプ

このオプションは DSP System Toolbox がインストールされている場合にのみ使用できます。[シングルレート]、[間引き]、[内挿] または [サンプルレート変換] 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。既定の設定では、filterBuilder はシングルレートのフィルターを指定します。

[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。

間引きまたは内挿を設計する場合、結果のフィルターは、入力信号を間引きまたは内挿するバンドパスフィルターになります。

次数

フィルターの次数を入力します。このオプションは、[次数モード] が [指定] に設定された場合にのみ有効になります。

間引き係数

間引き係数を入力します。このオプションは、[フィルタータイプ] が [間引き] または [サンプルレート変換] に設定されている場合にのみ有効になります。既定の数値は 2 です。

内挿係数

間引き係数を入力します。このオプションは、[フィルタータイプ] が [内挿] または [サンプルレート変換] に設定されている場合にのみ有効になります。既定の数値は 2 です。

このグループのパラメーターを使用すると、フィルターの応答曲線を指定できます。フィルターの仕様を図で表すと、次のようになります。

この図で、[通過帯域周波数] (F_pass) や [阻止帯域周波数] (F_stop) などの指定値間の領域は、フィルター応答が明示的に定義されていない遷移領域を表します。

周波数制約

周波数応答特性を定義するために使用するフィルター機能を選択します。一覧には次のオプションが含まれています (フィルター仕様に利用可能な場合)。

阻止帯域周波数と通過帯域周波数 — 阻止帯域と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。
通過帯域周波数 — 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。
阻止帯域周波数 — 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。
通過帯域エッジと 3dB ポイント — 通過帯域エッジの周波数と 3 dB 下りポイントを指定して、フィルターを定義します (IIR 設計)。
電力半値 (3 dB) 周波数と阻止帯域周波数 — 3 dB 下りポイントと阻止帯域エッジの周波数を指定して、フィルターを定義します (IIR 設計)。
電力半値 (3 dB) 周波数 — 3 dB ポイントの周波数を指定して、フィルターを定義します (IIR 設計または maxflat FIR)。
カットオフ (6 dB) 周波数 — フィルター応答で 6 dB ポイントの周波数を指定して、フィルターを定義します (FIR 設計)。

周波数単位

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。この動作は既定です。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。単位オプションのいずれかを選択すると、[入力サンプルレート] パラメーターが有効になります。

入力サンプルレート

[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。このパラメーターは、周波数オプションのいずれかを [周波数単位] リストから選択したときに使用可能になります。

通過帯域周波数

通過帯域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

阻止帯域の先頭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。

このグループのパラメーターを使用すると、filterBuilder がフィルターを実装するために使用する設計法と構造を指定できます。

設計法: 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 設計法は通常はバタワースで、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: 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。このパラメーターは、IIR フィルターのみに適用されます。

設計オプション

各設計のオプションは、それぞれの設計法に固有のものです。この節では、すべての設計と設計法に対して利用可能な全オプションを示すわけではありません。さまざまな設計法やフィルター仕様を選択していく中で遭遇するオプションはほかにも数多くあります。以下のオプションは、最も一般的なオプションを表しています。

密度係数

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 (フィルターの次数 + 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。16 の既定値は、理想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妥当な相殺値になります。

位相の制約

このオプションは、DSP System Toolbox ソフトウェアがインストールされ、[設計法] が [等リップル] の場合にのみ適用されます。[線形]、[最小値] または [最大値] のいずれかを選択します。

最小次数 — このオプションは、DSP System Toolbox ソフトウェアがインストールされ、[次数モード] が [最小値] の場合にのみ適用されます。

[任意] (既定の設定)、[偶数] または [奇数] を選択します。[偶数] または [奇数] を選択すると、最小次数設計が偶数または奇数の次数に指定されます。

厳密に一致

Passband または Stopband を選択したときに、結果のフィルター設計が通過帯域または阻止帯域に一致することを指定します。

阻止帯域の整形

阻止帯域の整形では、周波数の増加と共に阻止帯域がどのように変化するかを指定します。次のオプションのいずれかを選択します。

フラット — 阻止帯域が平坦であることを指定します。周波数が増加しても減衰量は変化しません。
線形 — 周波数の増加と共に阻止帯域の減衰量が線形に変化することを指定します。阻止帯域の勾配を変更するには、[阻止帯域の減衰] を設定します。
1/f — 周波数の増加と共に、阻止帯域の減衰量が指数的に変化することを指定します。ここで、f は周波数を表します。減衰のべき乗 (指数) は [阻止帯域の減衰] で指定します。

阻止帯域の減衰

阻止帯域の整形を設定するとき、[阻止帯域の減衰] は、阻止帯域に適用される減衰量を指定します。次の条件は、[阻止帯域の整形] の値に基づいて [阻止帯域の減衰] に適用されます。

[阻止帯域の整形] を Flat に設定した場合、[阻止帯域の減衰] は阻止帯域には影響を及ぼしません。
[阻止帯域の整形] を Linear に設定した場合は、阻止帯域の勾配を dB/rad/s の単位で入力します。filterBuilder によってその勾配が阻止帯域に適用されます。
[阻止帯域の整形] を 1/f に設定した場合は、関係 (1/f)ⁿ における指数 n の値を入力して阻止帯域の減衰を定義します。filterBuilder によって (1/f)ⁿ の関係が阻止帯域に適用され、阻止帯域の減衰量が指数的に減少します。

Wpass

通過帯域の重み。このオプションは、[インパルス応答] が [FIR] で、[次数モード] が [指定] の場合にのみ適用されます。

Wstop

阻止帯域の重みこのオプションは、[インパルス応答] が [FIR] で、[次数モード] が [指定] の場合にのみ適用されます。

ノッチ

ピーク/ノッチフィルター設計 — [メイン] ペインを参照してください。

ナイキストフィルター設計 — [メイン] ペイン

このグループのパラメーターを使用すると、インパルス応答やフィルターの次数などのフィルター形式を指定できます。

帯域

通過帯域と阻止帯域間の遷移領域の中心位置を指定します。遷移領域 bw の中心は、Band 値を使用して計算します。

bw = Fs/(2 × Band)

インパルス応答

ドロップダウンリストから [FIR] または [IIR] を選択します。ここで、[FIR] は既定のインパルス応答です。インパルス応答を選択すると、フィルターの実装に使用できる設計法と構造が選択に応じて変更されます。

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

ドロップダウンリストから [最小値] (既定の設定) または [指定] を選択します。[指定] を選択すると、[次数] オプション (以下の節を参照) が有効になり、フィルターの次数を入力できます。

フィルタータイプ

[シングルレート]、[間引き]、[内挿] または [サンプルレート変換] 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。既定の設定では、filterBuilder はシングルレートのフィルターを指定します。

[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。

間引きまたは内挿を設計する場合、結果のフィルターは、入力信号を間引きまたは内挿するバンドパスフィルターになります。

次数

フィルターの次数を入力します。このオプションは、[次数モード] が [指定] に設定された場合にのみ有効になります。

間引き係数

間引き係数を入力します。このオプションは、[フィルタータイプ] が [間引き] または [サンプルレート変換] に設定されている場合にのみ有効になります。既定の数値は 2 です。

内挿係数

間引き係数を入力します。このオプションは、[フィルタータイプ] が [内挿] または [サンプルレート変換] に設定されている場合にのみ有効になります。既定の数値は 2 です。

このグループのパラメーターを使用すると、フィルターの応答曲線を指定できます。フィルターの仕様を図で表すと、次のようになります。

この図では、BW は遷移領域の幅で、Band は領域の中心位置を決定します。

周波数制約

周波数応答特性を定義するために使用するフィルター機能を選択します。一覧には次のオプションが含まれています (フィルター仕様に利用可能な場合)。

Transition width — 遷移幅と阻止帯域の減衰量または遷移幅と次数を使用して、フィルターを定義します。
Unconstrained — フィルターの次数を指定し、遷移幅と阻止帯域の減衰量は制約せずに、フィルターを定義します。阻止帯域の減衰量を指定して振幅の制約を追加できます。

周波数単位

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。この動作は既定です。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。単位オプションのいずれかを選択すると、[入力サンプルレート] パラメーターが有効になります。

入力サンプルレート

[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。このパラメーターは、周波数オプションのいずれかを [周波数単位] リストから選択したときに使用可能になります。

遷移幅

通過帯域の末尾と阻止帯域のエッジ間の遷移の幅を指定します。[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で値を指定します。

このグループのパラメーターを使用すると、filterBuilder がフィルターを実装するために使用する設計法と構造を指定できます。

設計法: 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 設計法は通常はバタワースで、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: 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。このパラメーターは、IIR フィルターのみに適用されます。

設計オプション

各設計のオプションは、それぞれの設計法に固有のものです。この節では、すべての設計と設計法に対して利用可能な全オプションを示すわけではありません。さまざまな設計法やフィルター仕様を選択していく中で遭遇するオプションはほかにも数多くあります。以下のオプションは、最も一般的なオプションを表しています。

密度係数

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 (フィルターの次数 + 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。16 の既定値は、理想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妥当な相殺値になります。

最小位相

最小位相のフィルターを設計するには、[最小位相] を選択します。[最小位相] オプションをオフにすると、位相の制約が排除され、結果として得られる設計は最小位相ではなくなります。

最小次数

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。このパラメーターを使用しないフィルターもあります。ドロップダウンリストから [任意]、[偶数] または [奇数] を選択し、設計を任意の最小次数、偶数の最小次数、または奇数の最小次数に設定します。

メモ

一般的に、[最小次数] 設計は IIR フィルターには使用できません。

厳密に一致

ドロップダウンリストから passband、stopband または both を選択したときに、結果のフィルター設計が通過帯域または阻止帯域、あるいは両方の帯域に一致することを指定します。

阻止帯域の整形

阻止帯域の整形では、周波数の増加と共に阻止帯域がどのように変化するかを指定します。次のオプションのいずれかを選択します。

フラット — 阻止帯域が平坦であることを指定します。周波数が増加しても減衰量は変化しません。
線形 — 周波数の増加と共に阻止帯域の減衰量が線形に変化することを指定します。阻止帯域の勾配を変更するには、[阻止帯域の減衰] を設定します。
1/f — 周波数の増加と共に、阻止帯域の減衰量が指数的に変化することを指定します。ここで、f は周波数を表します。減衰のべき乗 (指数) は [阻止帯域の減衰] で指定します。

阻止帯域の減衰

阻止帯域の整形を設定するとき、[阻止帯域の減衰] は、阻止帯域に適用される減衰量を指定します。次の条件は、[阻止帯域の整形] の値に基づいて [阻止帯域の減衰] に適用されます。

[阻止帯域の整形] を Flat に設定した場合、[阻止帯域の減衰] は阻止帯域には影響を及ぼしません。
[阻止帯域の整形] を Linear に設定した場合は、阻止帯域の勾配を dB/rad/s の単位で入力します。filterBuilder によってその勾配が阻止帯域に適用されます。
[阻止帯域の整形] を 1/f に設定した場合は、関係 (1/f)ⁿ における指数 n の値を入力して阻止帯域の減衰を定義します。filterBuilder によって (1/f)ⁿ の関係が阻止帯域に適用され、阻止帯域の減衰量が指数的に減少します。

オクターブフィルター設計 — [メイン] ペイン

パラメトリックイコライザーフィルター設計 — [メイン] ペイン

フィルターの次数に応じて、利用可能な周波数制約は異なります。周波数制約を選択すると、この領域の入力ボックスが選択に基づいて変更されます。

周波数制約

周波数制約を表す仕様を選択します。以下のオプションを使用できます。

中心周波数、帯域幅、通過帯域幅 (最小次数にのみ利用可能)
中心周波数、帯域幅、阻止帯域幅 (最小次数にのみ利用可能)
中心周波数、帯域幅 (指定次数にのみ利用可能)
中心周波数、品質係数 (指定次数にのみ利用可能)
Shelf タイプ、カットオフ周波数、品質係数 (指定次数にのみ利用可能)
Shelf タイプ、カットオフ周波数、緩やかな勾配のパラメーター (指定次数にのみ利用可能)
低周波数、高周波数 (指定次数にのみ利用可能)

周波数単位

周波数単位を利用可能なドロップダウンリスト (正規化、Hz、kHz、MHz、GHz) から選択します。[正規化] を選択した場合、[入力サンプルレート] ボックスの入力は無効になります。

入力サンプルレート

入力サンプリング周波数を入力します。この入力ボックスの入力は、[正規化] を [周波数単位] 入力ボックスで選択した場合には無効になります。

中心周波数

[周波数単位] に指定されている単位で中心周波数を入力します。

帯域幅

帯域幅は、[ゲイン仕様] セクションの [帯域幅のゲイン] として指定されている値でフィルターの振幅が減衰される周波数点を決定します。既定の設定では、[帯域幅のゲイン] は db(sqrt(.5))、つまり中心周波数に対して –3 dB になります。[帯域幅] プロパティは [周波数制約] が次の場合にのみ適用されます。[中心周波数、帯域幅、通過帯域幅]、[中心周波数、帯域幅、阻止帯域幅] または [中心周波数、帯域幅]。

通過帯域

通過帯域は、[ゲイン仕様] セクションの [通過帯域のゲイン] として指定されている値でフィルターの振幅が減衰される周波数点を決定します。このオプションは、フィルターが最小次数で、選択されている周波数制約が [中心周波数、帯域幅、通過帯域幅] である場合にのみ有効になります。

阻止帯域幅

阻止帯域幅は、[ゲイン仕様] セクションの [阻止帯域のゲイン] として指定されている値でフィルターの振幅が減衰される周波数点を決定します。このオプションは、フィルターが最小次数で、選択されている周波数制約が [中心周波数、帯域幅、阻止帯域幅] である場合にのみ有効になります。

低周波数

低周波数のカットオフを入力します。このオプションは、フィルターの次数がユーザーによって指定されており、選択されている周波数制約が [低周波数、高周波数] である場合にのみ有効になります。フィルターの振幅は、[帯域幅のゲイン] で指定されている量だけ減衰されます。

高周波数

高周波数のカットオフを入力します。このオプションは、フィルターの次数がユーザーによって指定されており、選択されている周波数制約が [低周波数、高周波数] である場合にのみ有効になります。フィルターの振幅は、[帯域幅のゲイン] で指定されている量だけ減衰されます。

ゲイン仕様

フィルターの次数と周波数制約に応じて、利用可能なゲインの制約は異なります。また、ゲインの制約を選択すると、この領域の入力ボックスが選択に基づいて変更されます。

ゲインの制約

ゲインの制約を表す仕様配列を選択します。すべてのコンフィギュレーションにこれらすべてのオプションが利用できるわけではありません。すべての利用可能なオプションのリストは次のとおりです。

参照、中心周波数、帯域幅、通過帯域
参照、中心周波数、帯域幅、阻止帯域
参照、中心周波数、帯域幅、通過帯域、阻止帯域
参照、中心周波数、帯域幅

ゲイン単位

ゲイン単位は [dB] または [2 乗] のどちらかで指定します。これらの単位はダイアログボックス内のすべてのゲインの指定に使用されます。

参照ゲイン

参照ゲインはフィルターの振幅が [ゲイン単位] で減衰されるレベルを決定します。参照ゲインはフィルターの振幅応答に対する floor ゲインです。たとえば、参照ゲインを [中心周波数のゲイン] と共に使用して、特定の周波数が減衰されないようにする (0 dB の参照ゲイン) 一方で、他の周波数を強化できます。

帯域幅のゲイン

帯域幅が定義されている [ゲイン単位] でゲインを指定します。このプロパティは、[周波数制約] の指定に bandwidth パラメーターが含まれているか、[低周波数、高周波数] が指定されている場合にのみ適用されます。

中心周波数のゲイン

中心周波数を [ゲイン単位] で指定します。

通過帯域のゲイン

通過帯域のゲインは、通過帯域が定義されている [ゲイン単位] でのレベルを決定します。通過帯域は、[通過帯域] の値、または [周波数仕様] セクションの [低周波数] と [高周波数] の値で決定されます。

阻止帯域のゲイン

阻止帯域のゲインは、阻止帯域が定義されている [ゲイン単位] でのレベルです。このプロパティは、[次数モード] が最小で、[周波数制約] が [中心周波数、帯域幅、阻止帯域幅] である場合にのみ適用されます。

ブースト/カットゲイン

ブースト/カットゲインは、緩い勾配のフィルターを設計している場合にのみ適用されます。緩い勾配のフィルターには、[周波数制約] の指定に [Shelf タイプ] パラメーターが含まれています。緩い勾配のフィルターの通過帯域のゲインは、0 dB の floor ゲインから [ブースト/カットゲイン] dB 増加されます。

ピーク/ノッチフィルター設計 — [メイン] ペイン

パルス整形フィルター設計 — [メイン] ペイン