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陷波峰滤波器

设计参数可调的二阶整流器和窄带 BIR 滤波器。

类型: NotchPeakFilter

图书馆中的路径:

/Signal Operations/Filters/Filter Designs/Notch-Peak Filter

说明

单位 陷波峰滤波器 使用指定的中心频率和 3 dB 带宽对输入信号的每个通道进行及时滤波。该模块提供可配置的滤波器项目参数,允许您在运行仿真时调整滤波器特性。程序块根据程序块设置窗口中设置的参数对滤波器进行仿真。

端口

输入

x - 输入信号
矩阵

以矢量或矩阵形式给出块的输入数据。输入信号的每一列都被视为一个单独的通道。如果输入信号是二维的,第一个维度是通道长度(或帧大小),第二个维度是通道数。如果输入信号是一维的,则解释为单通道。

数据类型: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64

*支持复数:是

BW - 3 dB 带宽。
正标量

3 dB 带宽输入端口。

依赖关系

要使用该端口,请将*滤波器规格*设为 "带宽和中心频率",并将*从输入端口指定带宽*设为 "已启用"。

Fc - 中心频率
正标量

中心频率输入端口。

依赖关系

要使用此端口,请将*滤波器规格*设为 "带宽和中心频率 "或 "品质因数和中心频率",并将*从输入端口指定中心频率*设为 "已启用"。

BWCoeff - 带宽系数
范围为 [-1, 1]` 的实数标量

带宽系数输入端口。 定义 3 dB 带宽的系数,范围为 -1 至 1 的标量:

  • 1 "对应最大 3 dB 带宽(输入信号采样频率的四分之一)。

  • 1 "对应最小带宽(0 Hz,即与频率无关的滤波器)。

依赖关系

要使用此端口,请将 Filter specification 设为 "Coefficients(系数)",并将 Specify bandwidth coefficient from input port 设为 "enabled(启用)"。

*FcCoeff*是中心频率系数
范围为 [-1, 1]的实数标量

用于输入定义滤波器中心频率的系数,范围为 -1-1:

  • 1 "对应最小中心频率(0 Hz)。

  • 1 "对应最大中心频率(输入信号采样频率的一半)。

依赖关系

要使用此端口,请将 滤波器规格 设为 "系数",并将 从输入端口指定中心频率系数 设为 "已启用"。

*Q*是带通或窄带滤波器的好坏
5(默认值)"|"正标量"。

用于输入带通或窄带滤波器的好度,是一个实数正标量。好度定义为带通或窄带滤波器的中心频率与 3 dB 带宽的比值。好度值越高,抑制带宽和带宽就越小。

依赖关系

要使用此端口,请将*滤波器规格*设为 "品质因数和中心频率",并将*从输入端口指定品质因数*设为 "开启"。

输出

notch--重新分割后的输出信号
矩阵

通过滤波器后的输出信号,以向量或矩阵形式返回。

依赖关系

要使用此端口,请将 Filter output 参数设置为 Notch and PeakNotch

数据类型: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64

peak - 经过窄带滤波器后的输出信号
矩阵

通过窄带滤波器后的输出信号,以向量或矩阵形式返回。

依赖关系

要使用此端口,请将 Filter output 参数设置为 "Notch and Peak"(窄带和峰值)或 "Peak"(峰值)。

数据类型: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64

参数

滤波器规格 - 滤波器项目的特性
带宽和中心频率(默认)` | 系数 | `品质因数和中心频率

指定块用于设计滤波器的参数或系数:

  • 带宽和中心频率"- 使用*3 dB 带宽(赫兹)*和*陷波或峰值中心频率*参数设计滤波器。

  • 系数"- 使用*带宽系数*和*中心频率系数*参数设计滤波器。

  • 品质因数和中心频率` - 使用*品质因数*和*陷波或峰值中心频率*参数设计滤波器。

从输入端口指定带宽 - 通过输入端口指定 3 dB 带宽的选项
off (默认) | `on

如果选中复选框,则通过 BW 端口设置 3 dB 带宽。如果未选中复选框,则通过 3 dB 带宽 (Hz) 参数设置 3 dB 带宽。

依赖关系

要使用该参数,请将*滤波器规格*设置为 "带宽和中心频率"。

3 dB 带宽(赫兹) - 3 dB 带宽
2205(默认)"|"正标量"。

以 Hz 为单位的正标量指定滤波器的 3 dB 带宽。

依赖关系

要使用此端口,请将 滤波器规格 设置为 "带宽和中心频率",并将 从输入端口指定带宽 设置为 "禁用"。

从输入端口指定中心频率 - 从输入端口指定中心频率的选项
关(默认)` | 开

如果选中复选框,则通过 Fc 端口设置中心频率。如果不勾选,则通过 *陷波或峰值的中心频率 * 设置中心频率。

依赖关系

要使用该参数,请将*滤波器规格*设置为 "带宽和中心频率 "或 "品质因数和中心频率"。

陷波/峰值中心频率(赫兹) - 带通或窄带滤波器的中心频率
11025(默认)` |`正标量

带通或窄带滤波器的中心频率值,以 Hz 为单位的正标量。

依赖关系

要使用此端口,请将*滤波器规格*设为 "带宽和中心频率 "或 "品质因数和中心频率",并将*从输入端口指定带宽*设为 "关闭"。

从输入端口指定带宽系数 - 从输入端口指定带宽系数的选项
已禁用(默认)"|"已启用"。

如果选中复选框,则通过 BWCoeff 端口设置带宽系数。如果未选中复选框,则通过 Bandwidth coefficient 参数设置带宽系数。

依赖关系

要使用此参数,请将 Filter specification 参数设置为 "Coefficients"。

*带宽系数*是带宽系数
0.72654(默认值)` | 范围 [-1, 1]的实数标量。

将定义 3 dB 带宽的系数指定为范围在 -1 到 1 之间的标量:

  • 1 "对应最大 3 dB 带宽(输入信号采样频率的四分之一)。

  • 1 "对应最小带宽(0 Hz,即与频率无关的滤波器)。

依赖关系

要使用该参数,请将*滤波器规格*设为 "系数",并将*从输入端口指定带宽系数*设为 "关闭"。

从输入端口指定中心频率系数 - 从输入端口指定中心频率系数的选项
off (默认) | `on

如果选中复选框,则通过 FcCoeff 端口设置中心频率系数。如果未选中,则通过 Center frequency coefficient 参数设置中心频率系数。

依赖关系

要使用该参数,请将*滤波器规格*参数设置为 "系数"。

中心频率系数 - 中心频率系数
0(默认)` | 范围为 [-1, 1] 的实数标量。

将定义滤波器中心频率的系数指定为范围在 -1 到 1 之间的标量:

  • 1 "对应最小中心频率(0 Hz)。

  • 1 "对应最大中心频率(输入信号采样频率的一半)。

依赖关系

要使用该参数,请将*滤波器规格*设为 "系数",并将*从输入端口指定中心频率系数*设为 "关"。

从输入端口指定品质因数 - 从输入端口指定品质因数的选项
禁用(默认)` | 开

如果选中复选框,则通过 Q 端口设置品质因数。如果未选中,则通过 Quality factor 参数设置品质因数。

依赖关系

要使用该参数,请将 Filter specification 参数设置为 "品质因数和中心频率"。

质量因子*是带通或窄带滤波器的质量因子
5(默认值)"|"正标量"。

用一个实数正标量指定带通或窄带滤波器的良品率。好度定义为带通或窄带滤波器的中心频率与 3 dB 带宽的比值。好度值越高,抑制带宽和带宽就越小。

依赖关系

要使用此参数,请将*滤波器规格*设为 "品质因数和中心频率",并将*从输入端口指定品质因数*设为 "关闭"。

滤波器输出 - 选择用于数据输出的滤波器
缺口和峰值(默认)` | 缺口 | `峰值

选择输出数据:

  • Notch and Peak` - 测量块输出通过带通和窄带滤波器后的输出信号。

  • 缺口"- 该模块输出通过带通滤波器后的输出信号。

  • 峰值"- 设备输出通过窄带滤波器后的输出信号。

从输入信号继承采样率 - 从输入信号继承采样率
off (default) | on

如果选中复选框,采样率将从输入信号继承。未勾选时,采样率以 输入采样率(赫兹) 设置。

输入采样率(赫兹) - 输入信号的采样率
44100 (默认值)* | "正标量"。

以正标量值指定输入信号的采样率。

依赖关系

要使用此参数,请将*从输入继承采样率*设置为 "关"。

算法

窄带滤波器设计公式如下

喷射滤波器项目的计算公式如下

在这些方程式中

,

,

,

其中 为中心频率(赫兹), 为采样频率(赫兹), 为 3dB 带宽(赫兹)。

请注意,这两个滤波器是互补的:

.

它们可以重写为

,

,

其中 是与频率无关的二阶滤波器:

,

,

.

滤波器的实现过程如下:

notch peak filter 1

,

.

请注意, 仅取决于中心频率,而 仅取决于 3 dB 带宽。

参考文献

  1. Orfanidis, Sophocles J..信号处理入门》。Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall, 1996.