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。

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

すべて展開する

楕円フィルターの振幅応答

ライブスクリプトを開く

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)

{"String":"Figure Figure 1: Magnitude Response (dB) contains an axes object. The axes object with title Magnitude Response (dB) contains an object of type line.","Tex":"Magnitude Response (dB)","LaTex":[]}

バンドパス FIR フィルターの振幅応答と位相応答

ライブスクリプトを開く

阻止帯域周波数が 150 Hz および 350 Hz、通過帯域周波数が 200 Hz および 300 Hz である 50 次のバンドパス FIR フィルターを設計します。サンプルレートは 1000 Hz です。フィルターの振幅応答と位相応答を可視化します。

N = 50;
Fstop1 = 150;
Fstop2 = 350;

Fpass1 = 200;
Fpass2 = 300;

Fs = 1e3;

bpFilt = designfilt("bandpassfir",FilterOrder=N, ...
StopbandFrequency1=Fstop1,StopbandFrequency2=Fstop2,...
PassbandFrequency1=Fpass1,PassbandFrequency2=Fpass2,...
SampleRate=Fs);

fvtool(bpFilt,Analysis="freq")

{"String":"Figure Figure 1: Magnitude Response (dB) and Phase Response contains an axes object. The axes object with title Magnitude Response (dB) and Phase Response contains an object of type line.","Tex":"Magnitude Response (dB) and Phase Response","LaTex":[]}

ツールストリップの [解析パラメーター] ボタンを選択します。[解析パラメーター] ウィンドウが開き、プロットに関連付けられているパラメーターが表示されます。

FVTool Figure ハンドルコマンド

ライブスクリプトを開く

6 次の楕円フィルターの振幅応答を表示します。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 を指定します。FVTool のハンドルを取得します。

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

h = 
  Figure (filtervisualizationtool) with properties:

      Number: []
        Name: 'Figure 1: Magnitude Response (dB)'
       Color: [0.9400 0.9400 0.9400]
    Position: [348 480 583 437]
       Units: 'pixels'

  Use get to show all properties

FVTool ハンドルを使用して、フィルターの位相応答を表示します。

h.Analysis = "phase"

{"String":"Figure Figure 1: Phase Response contains an axes object. The axes object with title Phase Response contains an object of type line.","Tex":"Phase Response","LaTex":[]}

h = 
  Figure (filtervisualizationtool) with properties:

      Number: []
        Name: 'Figure 1: Phase Response'
       Color: [0.9400 0.9400 0.9400]
    Position: [1 1 1024 657]
       Units: 'pixels'

  Use get to show all properties

プロットの凡例を有効にしてテキストを追加します。

legend(h,"Phase plot")

{"String":"Figure Figure 1: Phase Response contains an axes object. The axes object with title Phase Response contains an object of type line. This object represents Phase plot.","Tex":"Phase Response","LaTex":[]}

サンプルレートを 1 kHz に指定します。中央揃えの両側応答を表示します。

h.Fs = 1000;
h.FrequencyRange = "[-Fs/2, Fs/2)"

h = 
  Figure (filtervisualizationtool) with properties:

      Number: []
        Name: 'Figure 1: Phase Response'
       Color: [0.9400 0.9400 0.9400]
    Position: [1 1 1024 657]
       Units: 'pixels'

  Use get to show all properties

プロットのすべてのプロパティを表示します。FVTool 固有のプロパティはリストの最後にあります。

get(h)

                     Grid: on
                   Legend: 'on'
               DesignMask: 'off'
          SOSViewSettings: [1x1 dspopts.sosview]
                       Fs: 1000
                 Alphamap: [0 0.0159 0.0317 0.0476 0.0635 0.0794 0.0952 ... ]
          CloseRequestFcn: 'closereq'
                    Color: [0.9400 0.9400 0.9400]
                 Colormap: [256x3 double]
              ContextMenu: [0x0 GraphicsPlaceholder]
              CurrentAxes: [1x1 Axes]
         CurrentCharacter: ''
            CurrentObject: [0x0 GraphicsPlaceholder]
             CurrentPoint: [0 0]
             DockControls: on
                 FileName: ''
            IntegerHandle: off
           InvertHardcopy: on
              KeyPressFcn: ''
            KeyReleaseFcn: ''
                     Name: 'Figure 1: Phase Response'
                 NextPlot: 'add'
              NumberTitle: off
               PaperUnits: 'inches'
         PaperOrientation: 'portrait'
            PaperPosition: [-0.8700 2.2150 10.2400 6.5700]
        PaperPositionMode: 'auto'
                PaperSize: [8.5000 11]
                PaperType: 'usletter'
                  Pointer: 'arrow'
        PointerShapeCData: [16x16 double]
      PointerShapeHotSpot: [1 1]
                 Position: [1 1 1024 657]
                 Renderer: 'opengl'
             RendererMode: 'auto'
                   Resize: on
                ResizeFcn: @(~,~)fix_listbox_position(this,hFVT)
            SelectionType: 'normal'
                  ToolBar: 'none'
                     Type: 'figure'
                    Units: 'pixels'
      WindowButtonDownFcn: ''
    WindowButtonMotionFcn: ''
        WindowButtonUpFcn: ''
        WindowKeyPressFcn: ''
      WindowKeyReleaseFcn: ''
     WindowScrollWheelFcn: ''
              WindowStyle: 'docked'
             BeingDeleted: off
            ButtonDownFcn: ''
                 Children: [5x1 Graphics]
                 Clipping: on
                CreateFcn: ''
                DeleteFcn: ''
               BusyAction: 'queue'
         HandleVisibility: 'off'
                  HitTest: on
            Interruptible: on
                   Parent: [1x1 Root]
                 Selected: off
       SelectionHighlight: on
                      Tag: 'filtervisualizationtool'
                 UserData: []
                  Visible: on
           FrequencyRange: '[-Fs/2, Fs/2)'
           FrequencyScale: 'Linear'
            PolyphaseView: 'off'
               PhaseUnits: 'Radians'
                 Analysis: 'phase'
            ShowReference: 'on'
        OverlayedAnalysis: ''
          FrequencyVector: [0 0.0039 0.0078 0.0118 0.0157 0.0196 0.0235 ... ]
           NumberofPoints: 8192
      NormalizedFrequency: 'off'
             PhaseDisplay: 'Phase'

プログラムでの使用

すべて展開する

`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 次セクション型の 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。

$sos = [\begin{matrix} b_{01} & b_{11} & b_{21} & 1 & a_{11} & a_{21} \\ b_{02} & b_{12} & b_{22} & 1 & a_{12} & a_{22} \\ ⋮ & ⋮ & ⋮ & ⋮ & ⋮ & ⋮ \\ b_{0 L} & b_{1 L} & b_{2 L} & 1 & a_{1 L} & a_{2 L} \end{matrix}]$

sos の行には、2 次セクション型 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。

$H (z) = g \prod_{k = 1}^{L} H_{k} (z) = g \prod_{k = 1}^{L} \frac{b_{0 k} + b_{1 k} z^{- 1} + b_{2 k} z^{- 2}}{1 + a_{1 k} z^{- 1} + a_{2 k} z^{- 2}} .$

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 次セクション型行列 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

すべて展開する

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

すべて展開する

R2022a: ツールストリップ上のコントロール

FVtool の動作は変更されています。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。

FVTool

説明

その他

FVTool を開く

例

楕円フィルターの振幅応答

バンドパス FIR フィルターの振幅応答と位相応答

FVTool Figure ハンドルコマンド

関連する例

プログラムでの使用

`fvtool(b,a)`

`fvtool(sos)`

`fvtool(d)`

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

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

`fvtool(Hd)`

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

`h = fvtool(___)`

詳細

GUI からの FVTool の制御

解析タイプ

フィルターデザイナーへのリンク

バージョン履歴

R2022a: ツールストリップ上のコントロール

参考

アプリ

関数

トピック

FVTool

説明

その他

FVTool を開く

例

楕円フィルターの振幅応答

バンドパス FIR フィルターの振幅応答と位相応答

FVTool Figure ハンドル コマンド

関連する例

プログラムでの使用

fvtool(b,a)

fvtool(sos)

fvtool(d)

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

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

fvtool(Hd)

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

h = fvtool(___)

詳細

GUI からの FVTool の制御

解析タイプ

フィルター デザイナーへのリンク

バージョン履歴

R2022a: ツールストリップ上のコントロール

参考

アプリ

関数

トピック

FVTool Figure ハンドルコマンド

`fvtool(b,a)`

`fvtool(sos)`

`fvtool(d)`

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

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

`fvtool(Hd)`

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

`h = fvtool(___)`

フィルターデザイナーへのリンク