Документация Engee

Analog Filter Design

Проектирование и реализация аналоговых фильтров.

Тип: AnalogFilterDesign

analog filter design

Путь в библиотеке:

/Signal Operations/Filters/Filter Designs/Analog Filter Design

Описание

Блок Analog Filter Design проектирует и реализует фильтры Баттерворта, Чебышева I рода, Чебышева II рода, Бесселя или эллиптический фильтр для разных типов частотной характеристики: фильтры высоких частот, фильтры низких частот, полосовой фильтр или режекторный фильтр.

В параметрах Design method и Filter type необходимо задать конструкцию фильтра и тип частотной характеристики. Для каждой комбинации из конструкции фильтра и типа частотной характеристики отображается соответствующая группа параметров. Более подробная информация приведена в разделе Таблица комбинации конструкции фильтра и типа частотной характеристики.

Блок Analog Filter Design использует представление фильтра в пространстве состояний и применяет фильтр с помощью блока State-Space.

Порты

Вход

Port_1 — входной сигнал
скаляр

Входной сигнал для блока, заданный в виде вещественной скалярной величины в формате выборки, непрерывной в реальном времени.

Типы данных: Float64

Выход

Port_1 — выходной сигнал
скаляр

Отфильтрованный выходной сигнал, возвращаемый в виде скаляра.

Типы данных: Float64

Параметры

Design method — конструкция фильтра
Butterworth (по умолчанию) | Chebyshev I | Chebyshev II | Elliptic | Bessel

Методы проектирования фильтров следующие:

  • Butterworth — амплитудно-частотная характеристика фильтра Баттерворта имеет максимально плоскую полосу пропускания и в целом монотонна.

  • Chebyshev I — амплитудно-частотная характеристика фильтра Чебышева I рода имеет равномерные пульсации в полосе пропускания и монотонна в полосе задерживания.

  • Chebyshev II — амплитудно-частотная характеристика фильтра Чебышева II рода монотонна в полосе пропускания и имеет равномерные пульсации в полосе задерживания.

  • Elliptic — амплитудно-частотная характеристика эллиптического фильтра имеет равномерные пульсации как в полосе пропускания, так и в полосе задерживания.

  • Bessel — амплитудно-частотная характеристика фильтра Бесселя имеет максимально плоскую полосу пропускания и в целом монотонна. Фильтр имеет максимально плоскую линейную фазово-частотную характеристику.

Filter type — тип частотной характеристики
Lowpass (по умолчанию) | Highpass | Bandpass | Bandstop

Тип частотной характеристики, варианты для выбора:

  • Lowpass — фильтр низких частот.

  • Highpass — фильтр высоких частот.

  • Bandpass — полосовой фильтр.

  • Bandstop — режекторный фильтр.

Filter order — порядок фильтра
8 (по умолчанию) | скаляр

Порядок фильтра, если для параметра Filter type установлено значение:

  • Lowpass;

  • Highpass.

Порядок сформированного фильтра в два раза больше заданного значения, если для параметра Filter type установлено значение:

  • Bandpass;

  • Bandstop.

Passband edge frequency (rad/s) — частота среза, определяющая полосу пропускания
30 (по умолчанию) | скаляр

Частота среза, определяющая полосу пропускания. Единица измерения — рад/c.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Design method значение Butterworth, Chebyshev I, Elliptic или Bessel, а для параметра Filter type значение Lowpass или Highpass.

Lower passband edge frequency (rad/s) — частота нижней границы полосы пропускания
30 (по умолчанию) | скаляр

Частота нижней границы полосы пропускания. Единица измерения — рад/c.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Design method значение Butterworth, Chebyshev I, Elliptic или Bessel, а для параметра Filter type значение Bandpass или Bandstop.

Upper passband edge frequency (rad/s) — частота верхней границы полосы пропускания
60 (по умолчанию) | скаляр

Частота верхней границы полосы пропускания. Единица измерения — рад/c.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Design method значение Butterworth, Chebyshev I, Elliptic или Bessel, а для параметра Filter type значение Bandpass или Bandstop.

Stopband edge frequency (rad/s) — частота среза, определяющая полосу задерживания
30 (по умолчанию) | скаляр

Частота среза, определяющая полосу задерживания. Единица измерения — рад/c.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Design method значение Chebyshev II, а для параметра Filter type значение Lowpass или Highpass.

Lower stopband edge frequency (rad/s) — частота нижней границы полосы задерживания
30 (по умолчанию) | скаляр

Частота нижней границы полосы задерживания. Единица измерения — рад/c.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Design method значение Chebyshev II, а для параметра Filter type значение Bandpass или Bandstop.

Upper stopband edge frequency (rad/s) — частота верхнй границы полосы задерживания
60 (по умолчанию) | скаляр

Частота верхней границы полосы задерживания. Единица измерения — рад/c.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Design method значение Chebyshev II, а для параметра Filter type значение Bandpass или Bandstop.

Passband ripple in dB — пульсации в полосе пропускания
2 (по умолчанию) | скаляр

Пульсации амплитудно-частотной характеристики в полосе пропускания. Единица измерения — дБ.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Design method значение Chebyshev I или Elliptic.

Stopband attenuation in dB — затухание в полосе задерживания
20 (по умолчанию) | скаляр

Затухание в полосе задерживания. Единица измерения — дБ.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Design method значение Chebyshev II или Elliptic.

Таблица комбинации конструкции фильтра и типа частотной характеристики

В этой таблице перечислены доступные параметры для каждой комбинации конструкции фильтра и типа частотной характеристики. Для конфигураций с фильтрами низких или высоких частот эти параметры включают:

  • Частота среза, определяющая полосу пропускания .

  • Частота среза, определяющая полосу задерживания .

  • Пульсации в полосе пропускания .

  • Затухание в полосе задерживания .

Для конфигураций с полосовым или режекторным фильтром эти параметры включают:

  • Частоты нижней и верхней границы полосы пропускания и .

  • Частоты нижней и верхней границы полосы задерживания и .

  • Пульсации в полосе пропускания .

  • Затухание в полосе задерживания .

Единицы измерения частоты — рад/с, а пульсации частоты и затухания — дБ.

Конструкция фильтра Фильтр низких частот Фильтр высоких частот Полосовой фильтр Режекторный фильтр

Фильтр Баттерворта

Порядок,

Порядок,

Порядок, ,

Порядок, ,

Фильтр Чебышева I рода

Порядок, ,

Порядок, ,

Порядок, , ,

Порядок, , ,

Фильтр Чебышева II рода

Порядок, ,

Порядок, ,

Порядок, , ,

Порядок, , ,

Эллиптический фильтр

Порядок, , ,

Порядок, , ,

Порядок, , , ,

Порядок, , , ,

Фильтр Бесселя

Порядок,

Порядок,

Порядок, ,

Порядок, ,

Ссылки

  1. Antoniou, A. Digital Filters: Analysis, Design, and Applications. 2nd ed. New York, NY: McGraw-Hill, 1993

Примеры