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zp2ctf

将带零、极点和增益的滤波器参数转换为传递函数的级联形式。

库::`工程师`

语法

函数调用

* [参数:BA]=zp2ctf(<参数:zp>>) -计算二阶(级联传递函数,CTF)滤波器的级联传递函数,由其零描述 z 和两极 p.

* [参数:BA]=zp2ctf([参数:zp],[参数:k]) -设置系统的标量增益。

* [参数:BA]=zp2ctf(___,Name,Value) -使用名称-值参数设置其他参数。

* ___,[参数:gS]=zp2ctf(___) -还返回系统的总增益。

争论

输入参数

# *z,p* — 系统的零点和极点

+ 向量资料

Details

滤波器的零点和极点,设置为矢量。

向量资料 zp 它们包含 零和 传递函数的极点 相应地。

数据类型

漂浮64</无翻译> 支持复数::是

# *k* 是系统增益因子

+ 1 | 标量,标量

Details

系统的增益因子,设置为真正的标量。

标量,标量 表示传递函数的增益因子 .

如果您请求输出参数 [参数:gS],则函数 *zp2ctf* 赋值 k 论点 [参数:gS].

数据类型

漂浮64</无翻译>

名称-值输入参数

将可选参数对指定为 名称,值,在哪里 姓名 -参数的名称,以及 价值 -适当的值。 名称-值参数应该放在其他参数之后,但对的顺序无关紧要。

使用逗号分隔名称和值,以及 姓名 把它放在引号里。

# *分类顺序* — 传递函数部分的顺序

+ 2 (默认情况下)| 4

Details

传递函数部分的顺序,如下所示 24. 取决于为参数指定的值 分类顺序,功能 *zp2ctf* 返回二阶的级联传递函数或四阶的级联传递函数。

* 2 -功能 *zp2ctf* 返回矩阵 BA 传递函数的级联形式为二阶段,每个段有三列。

* 4 -功能 *zp2ctf* 返回矩阵 BA 传递函数的级联形式为四阶部分,每个部分有五列。

数据类型

漂浮物32, 漂浮64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64</无翻译>

# *方向* — 传递函数部分的顺序

+ "向上" (默认)| "向下"

Details

传递函数各部分的顺序,如下所示 "向上""向下". 功能 *zp2ctf* 对矩阵的行进行排序 A 取决于两极和原点之间的距离。

* "向上" -矩阵的第一行 a 包含最接近原点的极点。

* "向下" -矩阵的第一行 a 包含最接近单位圆的极点。

功能 *zp2ctf* 对矩阵的行进行排序 B 使得每个区段中的零与对应于矩阵的行的最近极点配对。 A.

数据类型

字符串</无翻译>

# *比例尺* — 增益缩放

+ "没有" (默认情况下)| "inf" | "l2"

Details

增益缩放,设置为 "没有", "inf""l2". 功能 *zp2ctf* 使用函数缩放所有部分的增益和分子系数 *过滤器* 取决于为参数指定的值 比例尺:

* "没有" -没有缩放;

* "inf" -无限速率缩放;

* "l2" -根据L2范数缩放。

*无限范数和L2范数缩放仅适用于直接form II实现,仅支持稳定系统。

*结合方向顺序使用无限范数缩放 "向上" 实现过滤器时最大限度地减少溢出的机会。 另一方面,结合方向顺序使用L2范数缩放 "向下" 最大限度地减少峰值舍入噪声。

数据类型

字符串</无翻译>

输出参数

# *B,A*是 级联传递函数的系数

+ L×3矩阵 (默认情况下)| L×5矩阵

Details

作为大小矩阵返回的级联传递函数的系数 ,在哪里 -节数。 列数取决于为参数指定的值 [参数:SectionOrder].

在矩阵中 BA 分别列出了级联传递函数的分子和分母的系数。 有关详细信息,请参阅CTF格式数字滤波器的表示

# *gS*是 系统的总增益

+ 标量,标量

Details

系统的总增益,作为真正的标量返回。

*如果指定需要返回 gS,功能 *zp2ctf* 归一化分子相对于系统增益的系数 [参数:k] 并返回系统的总增益为 gS.

*如果未指定需要返回的内容 gS,功能 *zp2ctf* 均匀分配系统增益 [参数:k] 对于使用该函数的系统的所有部分 *标量筛选器*.

此外

级联传递函数

Details

将数字IIR滤波器拆分为级联部分可提高其数值稳定性并降低其对系数量化误差的敏感性。 传递函数的级联形式 传递函数 ,具有形式

butter cn

CTF格式数字滤波器的表示

Details

指定参数 BA 以得到滤波器系数。 您还可以指定 gS 以获得滤波器的整体增益。 通过指定这些输出参数,您可以设计CTF格式的数字滤波器,用于信号分析、可视化和滤波。

过滤器的影响

如果以CTF格式指定分子和分母系数的表示, -小写矩阵 他们被退回为

因此,滤波器的总传递函数为

哪里 -过滤器分子的顺序,以及 -分母的顺序。

以下函数可用于可视化和分析CTF格式的过滤器:

*时域中的特征 — *n.长度,长度**英普兹*. *频域特性 — *freqz*, *grpdelay*, *phasedelay**phasez*. *过滤研究 — *岛相*, *ismaxphase**isstable*.

效应和放大

您可以指定要使用输出参数的三元组返回系统的系数和总增益。 [参数:BA],[参数:gS]. 在这种情况下,分子的系数被归一化,以形式返回滤波器系数和增益因子的矩阵

所以传递函数具有形式

此传递函数等效于部分中定义的函数 滤波器系数,其中 .

算法

功能 *zp2ctf* 根据零、极点和滤波器增益计算传递函数级联部分的分子和分母系数。 对于过滤器 -存在顺序 可能的组合[1]。 变量 -最接近的整数大于或等于 分别为第二阶或第四阶的区段。

通过设置参数的值,设置将零和极点组合成级联部分中的对的排序标准 [参数:方向] 从最接近原点的极点和零点开始 -飞机("向上"),或最接近单位圆的那些("向下"). 使用参数按级联部分缩放增益 [参数:比例]. 通过设置参数来调整级联部分的顺序 [参数:SectionOrder] 意义 24 以分别创建第二或第四阶的级联区段。

输出参数 BA 它们包含滤波器的二阶或四阶的级联传递函数的系数,根据分布 线条。

*每行参数 BA 在每个部分中包含系数列表。

**函数返回矩阵的第一列 A 平等的 1,因此, A(1)=1 何时 A 它是一个字符串向量。

**如有需要,返回 [参数:gS] 功能 *zp2ctf* 归一化分子的系数,以便矩阵的第一列 B 等于 1,并返回系统总增益为 [参数:gS]. 因此, B(1)=1 何时 B 它是一个字符串向量。

**如果没有指定 [参数:gS] 作为输出参数,函数 *zp2ctf* 首先,归一化分子的系数,以便矩阵的第一列 B 等于 1,然后将分子的归一化系数平均乘以 sgn(gS)*gS^(1/L),所以矩阵的第一列是 B 将等于 sgn(gS)*gS^(1/L). 因此, B(1)=gS 何时 B 它是一个字符串向量。

*指定二阶段或忽略参数时 [参数:SectionOrder],功能 *zp2ctf* 返回矩阵 BA 大小 其中最后两列对应于成员 于滤波器的每个级联区段。

*指定四阶段时,函数 *zp2ctf* 返回矩阵 BA 大小 其中最后两列对应于成员 于滤波器的每个级联区段。

文学作品

  1. Lyons,Richard G. _Understanding Digital Signal Processing._上鞍河,NJ:普伦蒂斯霍尔,2004.