フィルターの設計

この節では、フィルター デザイナー アプリを使用したオクターブバンド フィルターの設計について順を追って紹介します。オクターブとは 2:1 の比率をもつ 2 つの周波数間の間隔です。オクターブバンド フィルターは、高いカットオフ周波数が低いカットオフ周波数のおよそ 2 倍となるバンドパス フィルターです。オクターブ フィルターのクラスは、許容通過帯域リップルと阻止帯域の減衰量によって決まります。詳細については、ANSI S1.11–2004 基準を参照してください。

  1. MATLAB® コマンド ラインからアプリを起動します。

    filterDesigner

    アプリが開き、既定のフィルターが表示されます。フィルター情報は左上にまとめられ ([現在のフィルター情報])、フィルター仕様は右上に図示されます。フィルター仕様の表示に加えて、この右上のペインにはフィルター応答とフィルター係数が表示されます。

    アプリの下半分にはフィルター設計パネルが表示され、ここでフィルターのパラメーターを指定します。[ワークスペースからフィルターをインポート] や [極-零点エディター] などの他のパネルもこの領域に表示され、左下のボタンを使用してアクセスできます。他の製品がインストールされている場合は、追加のボタンが表示されることがあります。

    アプリを開いたときには、[フィルター設計] は有効になっていません。[フィルター設計] を有効にするには、既定のフィルター設計に変更を加えなければなりません。これは、フィルター設計を変更するたびに行う必要があります。[応答タイプ] や [フィルター次数] の下にあるようなラジオ ボタン項目やドロップダウン メニュー項目を変更するとすぐ、[フィルター設計] が有効になります。[Fs]、[Fpass]、および [Fstop] のようなテキスト ボックスの仕様を変更する場合、テキスト ボックスの外側をクリックして [フィルター設計] を有効にする必要があります。

  2. [応答タイプ] ペインで [バンドパス] を選択します。

  3. [設計法] ペインで [IIR] を選択し、選択リストから [バタワース] を選択します。

  4. [フィルター次数] で [次数指定] を選択し、6 を入力します。

  5. [周波数仕様] は以下のように設定します。

    パラメーター

    設定

    説明

    単位

    Hz

    パラメーターの単位

    Fs

    48000

    サンプリング周波数

    Fc1

    22

    最初のカットオフ周波数 (つまり、振幅応答が通過帯域ゲインより 3 dB 低い、通過帯域前の周波数)

    Fc2

    45

    2 番目のカットオフ周波数 (つまり、振幅応答が通過帯域ゲインより 3 dB 低い、通過帯域後の周波数)

  6. フィルター設計のパラメーターを指定したら、設計パネルの下部にある [フィルター設計] ボタンをクリックして、フィルター係数を計算します。表示が更新され、設計したフィルターの振幅応答が示されます。

    [フィルター設計] ボタンは、フィルター設計用に係数を計算した後は無効となります。フィルター仕様に何らかの変更を加えると、このボタンは再び有効になります。

  7. [フィルターの登録] ボタンをクリックします。

  8. [フィルターの登録] ダイアログでフィルター名を Bandpass Butterworth-1 に変更し、[OK] をクリックしてこのフィルターをフィルター マネージャーに保存します。

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