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필터 작성기 설계 과정

필터 작성기 소개

filterBuilder 함수는 fdesign 객체 지향 필터 설계 패러다임에 대한 그래픽 인터페이스를 제공하며, 필터 설계 과정의 개발 시간을 단축하고자 사용됩니다. filterBuilder는 사양 중심의 접근 방식을 사용하여 원하는 응답에 적합한 최고의 알고리즘을 찾습니다.

참고

filterBuilder를 사용하려면 Signal Processing Toolbox™가 필요합니다. 함수DSP System Toolbox™ 제품은 filterBuilder의 기능을 대폭 확장합니다. 이 페이지에서 설명하거나 표시하는 많은 기능은 DSP System Toolbox™가 설치된 경우에만 사용할 수 있습니다. 명령 프롬프트에 ver을 입력하여 설치 여부를 확인할 수 있습니다.

필터 작성기를 사용하여 필터 설계하기

filterBuilder의 기본적인 사용 워크플로는 필터의 제약 조건과 사양을 선택하고 이러한 제약 조건을 설계의 시작점으로 사용하는 것입니다. 필터에 사용할 알고리즘을 선택하지 않으면 원히는 성능 기준에 맞는 최고의 설계 방법이 자동으로 결정됩니다. 다음은 filterBuilder를 사용하여 필터를 설계하는 각 단계의 세부 사항입니다.

응답 선택하기

다음을 입력하여 filterBuilder 툴을 열면

filterBuilder
(MATLAB® 명령 프롬프트에 입력), 응답 선택 대화 상자가 표시되고 DSP System Toolbox에서 사용할 수 있는 모든 필터 응답이 나열됩니다.

참고

이 단계는 소프트웨어에서 자동으로 수행하지 않으므로 건너뛸 수 없습니다. 필터 설계 과정을 시작하려면 응답을 선택해야 합니다.

예를 들어 대역통과 응답을 선택한 후에 사양 객체의 설계를 시작하게 되며, 대역통과 설계 대화 상자가 표시됩니다. 이 대화 상자에는 메인 창, 데이터형 창, 코드 생성 창이 포함됩니다. 필터의 사양은 일반적으로 대화 상자의 메인 창에서 설정합니다.

데이터형 창에는 정밀도와 데이터 유형 설정이 있고 코드 생성 창에는 완료된 필터 설계의 다양한 구현 옵션이 있습니다.

필터의 초기 설계에는 대부분 메인 창을 사용합니다.

대역통과 설계 대화 상자에는 대역통과 필터의 사양을 결정하는 데 필요한 모든 파라미터가 포함되어 있습니다. 설계하는 필터 유형에 따라 메인 창에 나열되는 파라미터가 달라집니다. 하지만 응답 선택 대화 상자에서 어떤 필터 유형을 선택했든 간에 필터 설계 대화 상자에는 메인 창, 데이터형 창, 코드 생성 창이 포함됩니다.

사양 선택하기

대역통과 필터의 사양을 선택하려면 먼저 메인 창필터 사양 프레임에서 임펄스 응답, 차수 모드, 필터 유형을 선택합니다. 메인 창의 적절한 프레임에서 주파수와 크기 사양을 설정하여 필터 응답을 추가로 지정할 수 있습니다.

참고

주파수, 크기, 알고리즘 사양은 상호 의존적이며 필터 사양의 선택 항목에 따라 변경될 수 있습니다. 필터의 사양을 지정할 때 먼저 필터 사양을 선택하고 대화 상자 아래로 내려가면서 진행합니다. 이렇게 하면 종속된 사양에 가장 적합한 설정이 대화 상자에서 사용 가능하게 표시됩니다.

알고리즘 선택하기

필터에 사용할 수 있는 알고리즘은 필터 응답과 이전 단계에서 선택한 설계 파라미터에 따라 다릅니다. 예를 들어 대역통과 필터의 경우, 선택한 임펄스 응답이 IIR이고 차수 모드 필드를 최솟값으로 설정했다면 사용할 수 있는 설계 방법은 버터워스, 체비쇼프 유형 I 또는 II, 타원(Elliptic)입니다. 차수 모드 필드를 지정으로 설정한 경우 사용할 수 있는 설계 방법은 IIR 최소 p-노름(IIR least p-norm)입니다.

알고리즘 사용자 지정하기

알고리즘 프레임의 설계 옵션 섹션을 확장하여 지정된 알고리즘 옵션을 추가로 사용자 지정할 수 있습니다. 사용할 수 있는 옵션은 알고리즘과 대화 상자에서 이미 선택한 설정에 따라 다릅니다. Butterworth 방법을 사용하는 대역통과 IIR 필터의 경우 다음 그림과 같이 정확히 일치와 같은 설계 옵션을 사용할 수 있습니다.

설계 분석하기

필터 응답을 분석하려면 필터 응답 보기 버튼을 클릭하십시오. 그러면 필터 시각화 툴(FVTool)이 열리고 필터 응답의 크기 플롯이 표시됩니다.

필터를 입력 데이터에 구현 또는 적용하기

필터 시각화 툴로 설계를 반복하고 분석하여 원하는 필터 응답을 얻은 뒤 그 필터를 입력 데이터에 적용합니다. 이 과정 또한 소프트웨어에서 자동으로 수행되지 않습니다. 데이터를 필터링하려면 이 단계를 명시적으로 실행해야 합니다. 대역통과 설계 대화 상자에서 확인을 클릭하면 Signal Processing Toolbox가 필터 계수를 만들고 이를 MATLAB 작업 공간으로 내보냅니다.

이제 실제 입력 데이터를 필터링하는 데 이 필터를 사용할 준비가 되었습니다. 기본 필터 명령은 입력 데이터 x를 가져와서 필터 객체로 필터링하여 출력값 y를 생성합니다.

y = filter(Hbs,x)
필터링 명령의 작동 방식을 알아보려면 다음을 입력하십시오.
help dfilt/filter

Simulink®가 설치되어 있다면 realizemdl 명령을 사용하여 이 필터를 Simulink 블록으로 내보내는 옵션이 있습니다. 이 명령에 대한 도움말을 보려면 다음을 입력하십시오.

help realizemdl

참고 항목