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digitalFilter

Filtro digital

La propiedad Coefficients se ha sustituido por las propiedades Numerator y Denominator. Para obtener más información, consulte Historial de versiones.

Descripción

Utilice designfilt para diseñar y editar digitalFilter objetos.

• Utilice designfilt en la forma d = designfilt(resp,Name,Value) para diseñar un filtro digital, d, con tipo de respuesta resp. Personalice el filtro utilizando argumentos nombre-valor.

• Utilice designfilt en la forma designfilt(d) para editar un filtro existente, d.

  Nota

  Esta es la única manera de editar un objeto digitalFilter existente. Por lo demás, sus propiedades son de solo lectura.

• Utilice filter en la forma dataOut = filter(d,dataIn) para filtrar una señal con un digitalFilter d. La entrada puede ser un vector de precisión doble o simple. También puede ser una matriz con tantas columnas como canales de entrada haya. También puede utilizar las funciones filtfilt y fftfilt con objetos digitalFilter.

• Utilice Filter Analyzer para visualizar un objeto digitalFilter.

Propiedades

Coeficientes

Numerator — Coeficientes del numerador

vector fila | Matriz de L por 3

Coeficientes del numerador, devueltos como uno de estos valores:

• Vector fila para filtros FIR.

• Matriz de L por 3 para filtros IIR, donde L es el número de secciones en cascada de segundo orden. Para obtener más información, consulte Devolver filtros digitales en formato CTF.

Denominator — Coeficientes del denominador

1 | Matriz de L por 3

Coeficientes del denominador, devueltos como uno de estos valores:

• 1 para filtros FIR.

• Matriz de L por 3 para filtros IIR, donde L es el número de secciones en cascada de segundo orden. Para obtener más información, consulte Devolver filtros digitales en formato CTF.

Especificaciones

Las propiedades de especificación devueltas en un objeto digitalFilter dependen de la respuesta y el diseño del filtro especificados al crear el objeto utilizando designfilt. Todas las propiedades son de solo lectura.

Respuesta del filtro

FrequencyResponse — Tipo de respuesta en frecuencia

'lowpass' | 'highpass' | 'bandpass' | 'bandstop' | 'differentiator' | 'hilbert' | 'arbmag'

Tipo de respuesta en frecuencia, devuelto como uno de estos valores:

• 'lowpass' para un filtro paso bajo

• 'highpass' para un filtro paso alto

• 'bandpass' para un filtro paso banda

• 'bandstop' para un filtro eliminador de banda

• 'differentiator' para un filtro FIR diferenciador

• 'hilbert' para un filtro transformador de Hilbert con FIR

• 'arbmag' para un filtro FIR de respuesta de magnitud arbitraria

ImpulseResponse — Tipo de respuesta al impulso

'fir' | 'iir'

Tipo de respuesta al impulso, devuelto como 'fir' o 'iir'.

Diseño de filtros

Para obtener más información sobre el diseño de filtros, consulte Sample Rate, Frequency Constraints, Filter Order, Magnitude Constraints y Design Method.

Funciones del objeto

Filtrado

fftfilt	FFT-based FIR filtering using overlap-add method
filter	Filtrado digital 1D
filtfilt	Filtrado digital de fase cero
bandpass	Filtrado paso banda de señales
bandstop	Señales de filtro eliminador de banda
highpass	Filtrado paso alto de señales
lowpass	Filtrado paso bajo de señales

Análisis de filtros

double	Cast coefficients of digital filter to double precision
filt2block	Generate Simulink filter block
filtord	Filter order
firtype	Type of linear phase FIR filter
freqz	Respuesta de frecuencia del filtro digital
grpdelay	Retardo promedio del filtro (retardo de grupo)
impz	Respuesta al impulso de un filtro digital
impzlength	Impulse response length
info	Information about digital filter
isallpass	Determine whether filter is allpass
isdouble	Determine if digital filter coefficients are double precision
isfir	Determine if digital filter has finite impulse response
islinphase	Determine whether filter has linear phase
ismaxphase	Determine whether filter is maximum phase
isminphase	Determine whether filter is minimum phase
issingle	Determine if digital filter coefficients are single precision
isstable	Determine whether filter is stable
phasedelay	Phase delay of digital filter
phasez	Phase response of digital filter
single	Cast coefficients of digital filter to single precision
stepz	Step response of digital filter
zerophase	Zero-phase response of digital filter
zplane	Gráfica de polos y ceros para sistemas de tiempo discreto

Conversión de filtros

ss	Convertir el filtro digital en una representación del espacio de estados
tf	Convertir el filtro digital a función de transferencia
zpk	Convertir el filtro digital en una representación de ceros, polos y ganancia
toMultirate (DSP System Toolbox)	Create multirate filter System object from digital FIR filter object

Ejemplos

Filtro IIR paso bajo

Diseñe un filtro IIR paso bajo de orden 8, frecuencia de banda de paso de 35 kHz y ondulación de banda de paso de 0.2 dB. Especifique una tasa de muestreo de 200 kHz. Visualice la respuesta en frecuencia del filtro.

lpFilt = designfilt("lowpassiir",FilterOrder=8, ...
         PassbandFrequency=35e3,PassbandRipple=0.2, ...
         SampleRate=200e3);
freqz(lpFilt)

Utilice el filtro que ha diseñado para filtrar una señal aleatoria de 1000 muestras.

dataIn = randn(1000,1);
dataOut = filter(lpFilt,dataIn);

Obtenga como salida los coeficientes del filtro, expresados como funciones de transferencia en cascada.

ctfNum = lpFilt.Numerator

ctfNum = 4×3

    0.2666    0.5333    0.2666
    0.1943    0.3886    0.1943
    0.1012    0.2023    0.1012
    0.0318    0.0636    0.0318

ctfDen = lpFilt.Denominator

ctfDen = 4×3

    1.0000   -0.8346    0.9073
    1.0000   -0.9586    0.7403
    1.0000   -1.1912    0.5983
    1.0000   -1.3810    0.5090

Más acerca de

Funciones de transferencia en cascada

La división de un filtro IIR digital en secciones en cascada mejora su estabilidad numérica y reduce su susceptibilidad a errores de cuantificación de coeficientes. La forma en cascada de una función de transferencia H(z) en términos de las funciones de transferencia L H₁(z), H₂(z), …, H_L(z) es

$$H(z)={\displaystyle \prod _{l=1}^L{H}_l(z)}=H_1(z)\times H_2(z)\times \cdots \times H_L(z).$$

Devolver filtros digitales en formato CTF

Obtenga los coeficientes del filtro especificando que se devuelva B = d.Numerator y A = d.Denominator a partir de un objeto digitalFilter d. De este modo, se pueden obtener filtros digitales en formato CTF para análisis, visualización y filtrado de señales.

Coeficientes del filtro

Cuando se especifica que se devuelvan los coeficientes de numerador y denominador en formato CTF, las matrices de L filas B y A se devuelven como

$$B=\left[\begin{array}{cccc}{b}_{11}& b_{12}& \cdots & b_{1,m+1}\\ b_{21}& b_{22}& \cdots & b_{2,m+1}\\ ⋮& ⋮& \ddots & ⋮\\ b_{L1}& b_{L2}& \cdots & b_{L,m+1}\end{array}\right],A=\left[\begin{array}{cccc}1& a_{12}& \cdots & a_{1,n+1}\\ 1& a_{22}& \cdots & a_{2,n+1}\\ ⋮& ⋮& \ddots & ⋮\\ 1& a_{L2}& \cdots & a_{L,n+1}\end{array}\right],$$

de modo que la función de transferencia completa del filtro es

$$H\left(z\right)=\frac{b_{11}+b_{12}{z}^{-1}+\cdots +b_{1,m+1}{z}^{-m}}{1+a_{12}{z}^{-1}+\cdots +a_{1,n+1}{z}^{-n}}\times \frac{b_{21}+b_{22}{z}^{-1}+\cdots +b_{2,m+1}{z}^{-m}}{1+a_{22}{z}^{-1}+\cdots +a_{2,n+1}{z}^{-n}}\times \cdots \times \frac{b_{L1}+b_{L2}{z}^{-1}+\cdots +b_{L,m+1}{z}^{-m}}{1+a_{L2}{z}^{-1}+\cdots +a_{L,n+1}{z}^{-n}},$$

, donde m ≥ 0 es el orden del numerador del filtro y n ≥ 0 es el orden del denominador.

Referencias

[1] Lyons, Richard G. Understanding Digital Signal Processing. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2004.

Historial de versiones

Introducido en R2014a

R2024b: Utilice las propiedades Numerator y Denominator en el objeto digitalFilter

Obtenga los coeficientes del numerador y del denominador de los filtros digitales diseñados con Funciones de transferencia en cascada. A partir de R2024b, las propiedades Numerator y Denominator sustituyen la propiedad Coefficients.

Para un objeto digitalFilter filt, es necesario actualizar el código para obtener los coeficientes del filtro B (numerador) y A (denominador).

Tipo de respuesta al impulso	Código original en R2024a o versiones anteriores	Código actualizado en R2024b
IIR	B = filt.Coefficients(:,1:3); A = filt.Coefficients(:,4:6);	B = filt.Numerator; A = filt.Denominator;
FIR	B = filt.Coefficients;	B = filt.Numerator;

Consulte también

Tareas de Live Editor

• Design Filter

Apps

• Filter Analyzer | Filter Designer

Objetos

• filterAnalyzer

Funciones

• bandpass | bandstop | highpass | lowpass | designfilt | double | ctffilt | fftfilt | filt2block | filter | filtfilt | filtord | firtype | freqz | grpdelay | impz | impzlength | info | isallpass | isdouble | isfir | islinphase | ismaxphase | isminphase | issingle | isstable | phasedelay | phasez | single | ss | stepz | tf | zerophase | zpk | zplane