dsp.differentiator system对象

直接形成FIR全带差异化器过滤器

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描述

dsp。D.ifferentiator在输入信号上应用全带鉴别器过滤器以区分其所有频率分量。此对象使用FIR Equiripple滤波器设计来设计差异化器过滤器。差异化器的理想频率响应是 $D. （ ω 的） = j ω$ 为了 $- π \leq. ω \leq. π$ ．您可以使用具有指定顺序的最小顺序设计过滤器。此对象支持固定点操作。万博1manbetx

要过滤输入的每个通道：

定义和设置你的微分器。看建造．
称呼一步根据属性过滤输入信号的每个通道dsp。D.ifferentiator．输入信号可以是实值或复值列向量或矩阵。如果输入信号是一个矩阵，矩阵的每一列都被视为一个独立的通道。输入信号中的行数表示通道长度。输入的数据类型可以是双精度、单精度或定点数据类型。的调用之间不能更改通道数一步方法。输入数据和输出数据的数据类型特征(双精度、单精度或定点)和实-复特征(实值或复值)必须相同。

笔记

从R2016B开始，而不是使用一步方法来执行System对象™定义的操作，您可以调用带有参数的对象，就像它是一个函数一样。例如,y =步骤（obj，x）和y = obj（x）执行相同操作。

建造

DF = dsp。D.ifferentiator返回差异化器，DF.，使用默认设置。调用一步使用默认属性设置将输入数据过滤，具有具有0.1 dB的通带纹波的最小订单过滤器。

DF.= dsp。D.ifferentiator(名称,值的）将每个属性名称设置为指定值。未指定的属性具有默认值。

特性

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`DesignFormimimimiminder.`-设计最小阶滤波器
`真正的`（默认）|`假`

用于设计作为逻辑标量指定的最小订单筛选器的选项。滤波器有2个自由度。当您将此属性设置为

真正的- 该对象使用最小顺序设计过滤器通带叉价值。
假对象按照您在FilterOrder财产。

此属性不可调谐。

`FilterOrder`-过滤器的顺序
31.（默认）|奇数正整数

过滤器的顺序，指定为奇数正整数。只能在何时指定过滤器订单'DesignFormInimimiminder'被设置为假．

此属性不可调谐。

`通带叉`-最大的通带波纹
0．1（默认）|积极的真正的标量

DB中的最大通带纹波，指定为正实标量。只有在何处'DesignFormInimimiminder'被设置为真正的．

此属性不可调谐。

`ScaleCoefficients`-尺度滤波器系数
假（默认）|真正的

选项缩放过滤器系数，指定为逻辑标量。当您将此属性设置为真正的，对象缩放滤波系数以保持输入的动态范围。

此属性不可调谐。

定点属性

`CoefficientsDataType`-系数的单词和分数长度
`Numerictype（1,16）`（默认）|`numerictype`目的

系数的单词和分数长度，指定为签名或无符号numerictype目的。默认值，Numerictype（1,16），对应具有16位系数的带符号数值类型对象。为了得到最好的精度，分数长度是根据系数值计算的。

此属性不可调谐。

输出的单词长度与输入的单词长度相同。该对象计算输出的分数长度，以表示输出的整个动态范围而不会溢出。有关对象如何计算输出的分数长度的详细信息，请参见FIR滤波器中防止溢出的定点精度规则．

`圆形方法`-输出定点操作的圆形方法
`'地面'`（默认）|`“天花板”`|`'收敛'`|`“最近的”`|`'圆形的'`|`“最简单”`|`“零”`

输出定点操作的舍入方法，指定为字符向量。有关舍入模式的更多信息，请参阅精度和范围．

此属性不可调谐。

例子

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群时延估计

打开脚本

笔记:此示例仅在R2016b或更高版本中运行。如果您使用的是较早的版本，请将每个函数调用替换为等效函数一步句法。例如，MyObject（x）变为步骤（myObject，x）。

估计线性相位FIR滤波器的群时延dsp。TransferFunctionEstimator紧随其后的是对象dsp。PhaseExtractor和dsp。D.ifferentiator对象。给出了线性相位FIR滤波器的群时延,在那里是过滤器的相位信息，是频率矢量，和N.是过滤器的阶数。

设置对象

创建一个线性相位FIR低通滤波器。设置阶数为200，通带频率为255hz，通带纹波为0.1 dB，阻带衰减为80db。指定采样频率为512hz。

Fs = 512;LPF = dsp。LowpassFilter ('采样率'Fs,“PassbandFrequency”，255，......'DesignFormInimimiminder'假的,'filterorder'，200）;

为了估计低通滤波器的传递函数，创建一个传递函数估计器。指定要创建的窗口汉．设置FFT长度为1024，平均频谱数为200。

tfe = dsp.transferfuncetientimator（“FrequencyRange”那双侧的那......“SpectralAverages”，200，“FFTLengthSource”那“属性”那......“FFTLength”, 1024);

要从滤波器的频率响应中提取未包装的阶段，请创建相位提取器。

PE = dsp.PhaseExtractor;

来区分相位，创建一个微分器过滤器。该值用于计算组延迟。

df = dsp.differentiator;

为了平滑输入，创建一个可变带宽FIR滤波器。

gain1 = 512 / pi;gain2 = -1;vbfilter = dsp.variaseBablWidthFirfilter（'cutffrequency'，10，......'采样率'Fs);

要查看筛选器的组延迟，请创建一个数组绘图对象。

美联社= dsp。ArrayPlot (“PlotType”那'线'那“YLimits”(-500 400),......“YLabel”那“振幅”那“包含”那'样本数量'）;

运行算法

这为了-Loop是估计过滤器的组延迟的流循环。在循环中，算法滤除输入信号，估计过滤器的传递函数，并将滤波器的相位区分开来计算组延迟。

硝石= 1000;％迭代次数为了k = 1:Niter x = randn(512,1);输入信号=高斯白噪声y = lpf（x）;使用低通FIR滤波器滤除噪声H = TFE (x, y);计算传递函数估计阶段= PE（h）;％提取未包装的阶段phaseaftergain1 = Gain1 *阶段;DiffOut = DF (phaseaftergain1);％区分阶段phaseaftergain2 = Gain2 * DiffOut;VBFOut = VBFilter (phaseaftergain2);％平滑组延迟AP（VBFOUT）;%显示组延迟时间结束

如你所见，低通滤波器的组延迟是100。

方法

getFilter	获取底层冷杉过滤器
重置	复位微分器的内部状态
一步	用时间微分输入信号

有关其他方法，请参见过滤系统对象分析方法．

有关支持的完整分析方法列表万博1manbetxdsp。D.ifferentiator对象,输入dsp.differentiator.helpfilteranalysis.在MATLAB^®命令提示符。

所有系统对象通用
`释放`	允许系统对象属性值改变

算法

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差异化器过滤器

微分器计算信号的导数。给出了理想微分器滤波器的频率响应 $D. （ ω 的） = j ω$ ，定义在奈奎斯特区间上 $- π \leq. ω \leq. π$ ．

频率响应是防反对手的，并且与频率线性成比例。

dsp。D.ifferentiator对象作为一个鉴别过滤器。该对象将两个步骤的过程压缩为一个。在最小阶设计方面，采用广义雷米兹FIR滤波器设计算法。对于指定的订单设计，对象采用Parks-McClellan最优等纹波FIR滤波器设计算法。该滤波器设计为直接形式结构的线性相位型FIR滤波器。

理想微分器有一个反对称脉冲响应 $D. （ N. 的） = - D. （ - N. 的）$ ．因此 $D. （ 0. 的） = 0.$ ．微分器在零频率下必须有零响应。

线性相位FIR微分器滤波器

给出了反对称线性相位FIR滤波器的脉冲响应 $H （ N. 的） = - H （ M. - 1 - N. 的）$ ,在那里M.是过滤器的长度。由于该滤波器是反对称的，所以可以使用这种类型的FIR滤波器来设计线性相位FIR微分器。

基于Chebyshev近似标准，考虑线性相位冷杉差分的设计。

如果M.是奇数，FIR滤波器的实际值频率响应，H_R.(ω)，具有特征H_R.（0）= 0和H_R.（π）= 0．该滤波器满足零频零响应的条件。然而，它不是全频带的，因为H_R.（π）= 0．该区分器在有限频率范围内具有线性响应[02πF_P.),F_P.是微分器的带宽。期望响应与切比雪夫近似之间的绝对误差随时间的增加而增大ω从0增加到2πF_P.．

如果M.为偶数，则FIR滤波器的实值频响，H_R.(ω)，具有特征H_R.（0）= 0和H_R.（π）≠0．该滤波器满足零频零响应的条件。它是满满的，这种设计导致比可比较的奇数差分差异显着较小的近似误差。因此，在实际系统中，偶数（奇数）差异是优选的。

参考文献

[1] Orfanidis，Sophocles J.信号处理简介。上鞍河，新泽西：普伦特 - 大厅，1996年。

扩展能力

C / c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

使用说明和限制:

看系统对象在MATLAB代码生成（MATLAB编码器）。

也可以看看

在R2016A介绍

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文件

dsp.differentiator system对象

描述

笔记

建造

特性

`DesignFormimimimiminder.`-设计最小阶滤波器
`真正的`（默认）|`假`

`FilterOrder`-过滤器的顺序
31.（默认）|奇数正整数

`通带叉`-最大的通带波纹
0．1（默认）|积极的真正的标量

`ScaleCoefficients`-尺度滤波器系数
假（默认）|真正的

定点属性

`CoefficientsDataType`-系数的单词和分数长度
`Numerictype（1,16）`（默认）|`numerictype`目的

`圆形方法`-输出定点操作的圆形方法
`'地面'`（默认）|`“天花板”`|`'收敛'`|`“最近的”`|`'圆形的'`|`“最简单”`|`“零”`

例子

群时延估计

方法

算法

差异化器过滤器

参考文献

扩展能力

C / c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

也可以看看

在R2016A介绍

DSP系统工具箱文档

万博1manbetx

尝试matlab，sim万博1manbetxulink等产品s manbetx 845

文件

dsp.differentiator system对象

描述

笔记

建造

特性

DesignFormimimimiminder.-设计最小阶滤波器真正的（默认）|假

FilterOrder-过滤器的顺序31.（默认）|奇数正整数

通带叉-最大的通带波纹0．1（默认）|积极的真正的标量

ScaleCoefficients-尺度滤波器系数假（默认）|真正的

定点属性

CoefficientsDataType-系数的单词和分数长度Numerictype（1,16）（默认）|numerictype目的

圆形方法-输出定点操作的圆形方法'地面'（默认）|“天花板”|'收敛'|“最近的”|'圆形的'|“最简单”|“零”

例子

群时延估计

方法

算法

差异化器过滤器

参考文献

扩展能力

C / c++代码生成使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

也可以看看

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DSP系统工具箱文档

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尝试matlab，sim万博1manbetxulink等产品s manbetx 845

`DesignFormimimimiminder.`-设计最小阶滤波器
`真正的`（默认）|`假`

`FilterOrder`-过滤器的顺序
31.（默认）|奇数正整数

`通带叉`-最大的通带波纹
0．1（默认）|积极的真正的标量

`ScaleCoefficients`-尺度滤波器系数
假（默认）|真正的

`CoefficientsDataType`-系数的单词和分数长度
`Numerictype（1,16）`（默认）|`numerictype`目的

`圆形方法`-输出定点操作的圆形方法
`'地面'`（默认）|`“天花板”`|`'收敛'`|`“最近的”`|`'圆形的'`|`“最简单”`|`“零”`

C / c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。