FVTool

フィルターの可視化ツール

説明

フィルターの可視化ツールは、フィルターの応答や係数などの情報を表示して解析することができる対話型アプリです。また、FVTool とフィルター デザイナーを同期すれば、フィルター設計に加えた変更を即時に可視化できます。

このアプリでは、以下を表示できます。

• 振幅応答

• 位相応答

• 群遅延

• 位相遅延

• インパルス応答

• ステップ応答

• 極-零点プロット

• フィルター係数

• フィルター情報

詳細については、解析タイプを参照してください。

その他

DSP System Toolbox™ がインストールされている場合、FVTool はフィルター System object™ の周波数応答も可視化できます。ストリーミング データをリアルタイムにフィルター処理する必要がある場合は、System object を使用することをお勧めします。詳細については、fvtool (DSP System Toolbox)を参照してください。

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FVTool を開く

FVTool は、プログラムでの使用で説明されているいずれかの方法を使用して、プログラムによって開くことができます。

例

楕円フィルターの振幅応答

通過帯域リップル 3 dB、阻止帯域の減衰量 50 dB、サンプル レート 1 kHz、正規化された通過帯域エッジ 300 Hz の 6 次の楕円フィルターを考えます。フィルターの振幅応答を表示します。

[b,a] = ellip(6,3,50,300/500);
fvtool(b,a)

関連する例

• FVTool を使用したフィルター解析

プログラムでの使用

fvtool(b,a)

fvtool(b,a) では、FVTool が開き、分子 b と分母 a で定義されるデジタル フィルターの振幅応答が表示されます。係数 b と a をべき乗 z^-1 の昇順で指定します。

fvtool(sos)

fvtool(sos) では、FVTool が開き、2 次セクションの L 行 6 列の行列で定義されるデジタル フィルターの振幅応答が表示されます。

$$\text{sos}=\left[\begin{array}{cccccc}{b}_{01}& b_{11}& b_{21}& 1& a_{11}& a_{21}\\ b_{02}& b_{12}& b_{22}& 1& a_{12}& a_{22}\\ ⋮& ⋮& ⋮& ⋮& ⋮& ⋮\\ b_{0L}& b_{1L}& b_{2L}& 1& a_{1L}& a_{2L}\end{array}\right]$$

sos の行には、2 次セクション H(z) のカスケードの分子と分母の係数 b_ik および a_ik が含まれます。

$$H(z)=g{\displaystyle \prod _{k=1}^L{H}_k}(z)=g{\displaystyle \prod _{k=1}^L\frac{b_{0k}+b_{1k}{z}^{-1}+b_{2k}{z}^{-2}}{1+a_{1k}{z}^{-1}+a_{2k}{z}^{-2}}}.$$

セクション数 L は 2 以上でなければなりません。セクション数が 2 未満の場合は、fvtool は入力を分子ベクトルと見なします。

fvtool(d)

fvtool(d) では、FVTool が開き、デジタル フィルター d の振幅応答が表示されます。d を周波数応答仕様に基づいて生成するには、関数 designfilt を使用します。

fvtool(b1,a1,b2,a2,...,bN,aN)

fvtool(b1,a1,b2,a2,...,bN,aN) では、FVTool が開き、分子 b1、…、bN と分母 a1、...、aN で定義される複数のフィルターの振幅応答が表示されます。

fvtool(sos1,sos2,...,sosN)

fvtool(sos1,sos2,...,sosN) では、FVTool が開き、2 次セクション行列 sos1、sos2、...、sosN で定義される複数のフィルターの振幅応答が表示されます。

fvtool(Hd)

fvtool(Hd) では、FVTool が開き、dfilt フィルター オブジェクト Hd または dfilt フィルター オブジェクトの配列に対する振幅応答が表示されます。

fvtool(Hd1,Hd2,...,HdN)

fvtool(Hd1,Hd2,...,HdN) では、FVTool が開き、dfilt オブジェクト Hd1、Hd2、...、HdN のフィルターの振幅応答が表示されます。

h = fvtool(___)

h = fvtool(___) では、Figure ハンドル h が返されます。このハンドルを使用して、コマンド ラインから FVTool を操作することができます。詳細については、MATLAB コマンド ラインからの FVTool の制御を参照してください。

詳細

GUI からの FVTool の制御

ツールストリップ上のコントロールを使用して 1 つ以上のフィルターの応答を表示し、解析します。

• 既定では、1 つのフィルターの振幅応答が表示されます。表示を変更するには、ツールストリップの [解析] セクションで、[解析] リストからオプションを選択します。

• プロットに 2 つ目の応答を重ね合わせるには、ツールストリップの [解析] セクションで、[解析の重ね合わせ] リストから使用できる応答を選択します。2 つ目の y 軸が応答プロットの右側に追加されます。[解析パラメーター] ダイアログ ボックスには、x 軸と両方の y 軸のパラメーターが表示されます。

• 表示設定と解析パラメーターの調整、またはサンプリング周波数の指定を行うには、ツールストリップ上の該当するボタンを使用します。プロットの凡例とグリッドの表示を切り替えることもできます。

• プロットを編集するには、最初に [Figure に送信] をクリックします。新しい Figure ウィンドウで、プロット編集ツール バーを使用します。

解析タイプ

FVTool には、以下の解析タイプがあります。

解析	説明
振幅応答	ゼロ位相応答を表示するには、プロットの y 軸ラベルを右クリックし、コンテキスト メニューから [ゼロ位相] を選択します。 詳細については、freqz および zerophase を参照してください。
位相応答	詳細については、phasez を参照してください。
振幅応答と位相応答	これらの応答は、相互に重ね合わせられます。 詳細については、freqz を参照してください。
群遅延	群遅延とは、周波数関数としてのフィルターの平均遅延です。 詳細については、grpdelay を参照してください。
位相遅延	位相遅延は、フィルターによって入力信号の各要素に与えられる時間遅延です。 詳細については、phasedelay を参照してください。
インパルス応答	インパルス応答は、インパルス入力に対するフィルターの応答です。 詳細については、impz を参照してください。
ステップ応答	ステップ応答は、ステップ入力に対するフィルターの応答です。 詳細については、stepz を参照してください。
極-零点プロット	極-零点プロットは、z 平面上にフィルターの極および零点の位置を示します。 詳細については、zplane を参照してください。
フィルター係数	係数は、フィルター構造 (直接型またはラティス) によって異なります。 フィルター係数はテキスト ボックスに表示されます。SOS フィルターでは、各セクションが個別のフィルターとして表示されます。
フィルター情報	フィルター情報には、フィルターの構造、位相、安定性、実装コストなどが含まれます。

フィルター デザイナーへのリンク

フィルター デザイナー アプリでフィルターの解析を表示しているときに、アプリ内で、[表示] 、 [フィルターの可視化ツール] を選択するか、[フルビュー解析] ツール バー ボタン を選択して、フィルターの FVTool を開きます。FVTool で、[リンク] ボタンを使ってフィルター デザイナーにリンクします。FVTool の現在の表示は、フィルター デザイナーでフィルターに変更が加えられると更新されます。既定で、現在のフィルターはそのまま維持され、新しいフィルターが表示に追加されます。現在のフィルターを削除して新しいフィルターを挿入するには、ツールストリップの [フィルター デザイナー] セクションで [置き換え] チェック ボックスを選択します。

バージョン履歴

R2006a より前に導入

R2022a: ツールストリップ上のコントロール

FVTool の動作が変更されました。以前のリリースには、プロット編集と解析のツール バーがありました。今回のリリースからは、ツールストリップ上のフィルター可視化コントロールを使用してください。プロットを編集するには、最初にプロットを Figure にエクスポートし、その後で Figure コントロールを使用します。

参考

アプリ

• 信号アナライザー | フィルター アナライザー | フィルター デザイナー

関数

• designfilt | digitalFilter

トピック

• 座標軸の変更
• プロットの変更
• MATLAB コマンド ラインからの FVTool の制御