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필터 설계 갤러리
이 예제에서는 Signal Processing Toolbox® 제품에서 designfilt
함수를 사용하여 다양한 FIR 및 IIR 디지털 필터를 설계하는 방법을 보여줍니다.
이 갤러리는 관심 있는 필터 응답을 식별하고, 코드를 확인하고, 이를 자신의 프로젝트에 사용할 수 있도록 설계되었습니다. 이 갤러리에는 designfilt
가 제공하는 필터 응답 각각에 대한 예제가 포함되어 있습니다. 그러나, 여기 예제는 각 응답 유형별로 필터를 설계할 수 있는 방법 중 일부에 불과합니다. 필터 사양 세트에 관한 전체 목록은 Signal Processing Toolbox 문서를 참조하십시오.
별도로 명시한 경우를 제외하고, 이 예제에서 모든 주파수는 헤르츠 단위이고, 모든 리플 값과 감쇠량 값은 데시벨 단위입니다.
저역통과 FIR 필터
등리플 설계
Fpass = 100; Fstop = 150; Apass = 1; Astop = 65; Fs = 1e3; d = designfilt('lowpassfir', ... 'PassbandFrequency',Fpass,'StopbandFrequency',Fstop, ... 'PassbandRipple',Apass,'StopbandAttenuation',Astop, ... 'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs); fvtool(d)
저역통과 IIR 필터
최대 평탄(Maximally flat) 설계
Fpass = 100; Fstop = 150; Apass = 0.5; Astop = 65; Fs = 1e3; d = designfilt('lowpassiir', ... 'PassbandFrequency',Fpass,'StopbandFrequency',Fstop, ... 'PassbandRipple',Apass,'StopbandAttenuation',Astop, ... 'DesignMethod','butter','SampleRate',Fs); fvtool(d)
통과대역 및 저지대역 리플
N = 8; Fpass = 100; Apass = 0.5; Astop = 65; Fs = 1e3; d = designfilt('lowpassiir', ... 'FilterOrder',N, ... 'PassbandFrequency',Fpass, ... 'PassbandRipple',Apass,'StopbandAttenuation',Astop, ... 'SampleRate',Fs); fvtool(d)
고역통과 FIR 필터
등리플 설계
Fstop = 350; Fpass = 400; Astop = 65; Apass = 0.5; Fs = 1e3; d = designfilt('highpassfir','StopbandFrequency',Fstop, ... 'PassbandFrequency',Fpass,'StopbandAttenuation',Astop, ... 'PassbandRipple',Apass,'SampleRate',Fs,'DesignMethod','equiripple'); fvtool(d)
고역통과 IIR 필터
최대 평탄(Maximally flat) 설계
Fstop = 350; Fpass = 400; Astop = 65; Apass = 0.5; Fs = 1e3; d = designfilt('highpassiir','StopbandFrequency',Fstop ,... 'PassbandFrequency',Fpass,'StopbandAttenuation',Astop, ... 'PassbandRipple',Apass,'SampleRate',Fs,'DesignMethod','butter'); fvtool(d)
통과대역 및 저지대역 리플
N = 8; Fpass = 400; Astop = 65; Apass = 0.5; Fs = 1e3; d = designfilt('highpassiir', ... 'FilterOrder',N, ... 'PassbandFrequency',Fpass, ... 'StopbandAttenuation',Astop,'PassbandRipple',Apass, ... 'SampleRate',Fs); fvtool(d)
대역통과 FIR 필터
등리플 설계
Fstop1 = 150; Fpass1 = 200; Fpass2 = 300; Fstop2 = 350; Astop1 = 65; Apass = 0.5; Astop2 = 65; Fs = 1e3; d = designfilt('bandpassfir', ... 'StopbandFrequency1',Fstop1,'PassbandFrequency1', Fpass1, ... 'PassbandFrequency2',Fpass2,'StopbandFrequency2', Fstop2, ... 'StopbandAttenuation1',Astop1,'PassbandRipple', Apass, ... 'StopbandAttenuation2',Astop2, ... 'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs); fvtool(d)
비대칭 대역 감쇠
N = 50; Fstop1 = 150; Fpass1 = 200; Fpass2 = 300; Fstop2 = 350; Wstop1 = 3; Wstop2 = 100; Fs = 1e3; d = designfilt('bandpassfir', ... 'FilterOrder',N, ... 'StopbandFrequency1',Fstop1,'PassbandFrequency1', Fpass1, ... 'PassbandFrequency2',Fpass2,'StopbandFrequency2', Fstop2, ... 'StopbandWeight1',Wstop1,'StopbandWeight2',Wstop2, ... 'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs); fvtool(d)
대역통과 IIR 필터
최대 평탄(Maximally flat) 설계
Fstop1 = 150; Fpass1 = 200; Fpass2 = 300; Fstop2 = 350; Astop1 = 65; Apass = 0.5; Astop2 = 65; Fs = 1e3; d = designfilt('bandpassiir', ... 'StopbandFrequency1',Fstop1,'PassbandFrequency1', Fpass1, ... 'PassbandFrequency2',Fpass2,'StopbandFrequency2', Fstop2, ... 'StopbandAttenuation1',Astop1,'PassbandRipple', Apass, ... 'StopbandAttenuation2',Astop2, ... 'DesignMethod','butter','SampleRate', Fs); fvtool(d)
통과대역 및 저지대역 리플
N = 8; Fpass1 = 200; Fpass2 = 300; Astop1 = 65; Apass = 0.5; Astop2 = 65; Fs = 1e3; d = designfilt('bandpassiir', ... 'FilterOrder',N, ... 'PassbandFrequency1', Fpass1,'PassbandFrequency2', Fpass2, ... 'StopbandAttenuation1', Astop1, 'PassbandRipple', Apass, ... 'StopbandAttenuation2', Astop2, ... 'SampleRate', Fs); fvtool(d)
대역저지 FIR 필터
등리플 설계
Fpass1 = 100; Fstop1 = 150; Fstop2 = 350; Fpass2 = 400; Apass1 = 0.5; Astop = 65; Apass2 = 0.5; Fs = 1e3; d = designfilt('bandstopfir', ... 'PassbandFrequency1',Fpass1,'StopbandFrequency1',Fstop1, ... 'StopbandFrequency2',Fstop2,'PassbandFrequency2',Fpass2, ... 'PassbandRipple1',Apass1,'StopbandAttenuation',Astop, ... 'PassbandRipple2', Apass2, ... 'DesignMethod','equiripple','SampleRate', Fs); fvtool(d)
비대칭 통과대역 리플
N = 30; Fpass1 = 100; Fstop1 = 150; Fstop2 = 350; Fpass2 = 400; Wpass1 = 1; Wpass2 = 10; Fs = 1e3; d = designfilt('bandstopfir', ... 'FilterOrder',N, ... 'PassbandFrequency1',Fpass1,'StopbandFrequency1',Fstop1, ... 'StopbandFrequency2',Fstop2,'PassbandFrequency2',Fpass2, ... 'PassbandWeight1',Wpass1,'PassbandWeight2',Wpass2, ... 'DesignMethod','equiripple','SampleRate', Fs); fvtool(d)
대역저지 IIR 필터
최대 평탄(Maximally flat) 설계
Fpass1 = 100; Fstop1 = 150; Fstop2 = 350; Fpass2 = 400; Apass1 = 0.5; Astop = 65; Apass2 = 0.5; Fs = 1e3; d = designfilt('bandstopiir', ... 'PassbandFrequency1',Fpass1,'StopbandFrequency1',Fstop1, ... 'StopbandFrequency2',Fstop2,'PassbandFrequency2',Fpass2, ... 'PassbandRipple1',Apass1,'StopbandAttenuation',Astop, ... 'PassbandRipple2', Apass2, ... 'DesignMethod','butter','SampleRate', Fs); fvtool(d)
통과대역 및 저지대역 리플
N = 8; Fpass1 = 125; Fpass2 = 375; Apass = 0.5; Astop = 65; Fs = 1e3; d = designfilt('bandstopiir', ... 'FilterOrder',N, ... 'PassbandFrequency1',Fpass1,'PassbandFrequency2',Fpass2, ... 'PassbandRipple',Apass,'StopbandAttenuation', Astop, ... 'SampleRate',Fs); fvtool(d)
임의 크기 FIR 필터
단일대역 임의 크기 설계
N = 300; % Frequencies are in normalized units F1 = 0:0.01:0.18; F2 = [.2 .38 .4 .55 .562 .585 .6 .78]; F3 = 0.79:0.01:1; FreqVect = [F1 F2 F3]; % vector of frequencies % Define desired response using linear units A1 = .5+sin(2*pi*7.5*F1)/4; % Sinusoidal section A2 = [.5 2.3 1 1 -.2 -.2 1 1]; % Piecewise linear section A3 = .2+18*(1-F3).^2; % Quadratic section AmpVect = [A1 A2 A3]; d = designfilt('arbmagfir',... 'FilterOrder',N,'Amplitudes',AmpVect,'Frequencies',FreqVect,... 'DesignMethod','freqsamp'); fvtool(d,'MagnitudeDisplay','Zero-phase')
저지대역에서 계단 모양으로 감쇠하는 다중대역 저역통과 설계
N = 150; B = 2; % Number of bands % Frequencies are in normalized units F1 = [0 .25]; % Passband F2 = [.3 .4 .401 .5 .501 .6 .601 .7 .701 .8 .801 .9 .901 1]; % Stopband A1 = ones(size(F1)); % Desired amplitudes for band 1 in linear units A2 = zeros(size(F2)); % Desired amplitudes for band 2 in linear units % Vector of weights W = 10.^([0 0 5 5 10 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35]/20); W1 = W(1:2); % Weights for band 1 W2 = W(3:end); % Weights for band 2 d = designfilt('arbmagfir', ... 'FilterOrder',N,'NumBands',B, ... 'BandFrequencies1',F1,'BandAmplitudes1',A1, ... 'BandFrequencies2',F2,'BandAmplitudes2',A2, ... 'BandWeights1',W1,'BandWeights2', W2); fvtool(d)
미분기 FIR 필터
전대역 설계
N = 41; Fs = 1e3; d = designfilt('differentiatorfir', ... 'FilterOrder',N, 'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs); fvtool(d,'MagnitudeDisplay','zero-phase','OverlayedAnalysis','phase')
부분대역 설계
N = 40; Fpass = 100; Fstop = 150; Fs = 1e3; d = designfilt('differentiatorfir', ... 'FilterOrder',N, ... 'PassbandFrequency',Fpass,'StopbandFrequency',Fstop, ... 'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs); fvtool(d,'MagnitudeDisplay','zero-phase','OverlayedAnalysis','phase')
힐베르트 FIR 필터
등리플 설계
N = 40; Tw = 50; Fs = 1e3; d = designfilt('hilbertfir', ... 'FilterOrder',N,'TransitionWidth',Tw, ... 'DesignMethod','equiripple','SampleRate',Fs); fvtool(d,'MagnitudeDisplay','Zero-phase','OverlayedAnalysis','phase')