6.1. Створення моделі фільтру

Для моделювання роботи цифрового фільтру (ЦФ) складемо наступну структурну схему (модель), рис. 3.6.

Рис. 3.6. Структурна схема для моделювання роботи цифрового фільтру

Модель цифрового фільтру створюється за допомогою блоку Digital Filter Design, рис. 3.7 (DSP Blockset/Filtering/Filter Design/ Digital Filter Design).

Рис. 3.7. Розташування блоку Digital Filter Design

Початкові дані ЦФ задаються у блоці параметрів фільтру Block Parameteters : Digital Filter Design (рис. 3.8).

Рис. 3.8. Блок параметрів Digital Filter Design

У блоці параметрів цифрового фільтру елементи налаштування зібрані в 6 груп:

Current Filter Information - відображається коротка інформація про цифровий фільтр (порядок - Order, стійкість - Stable/Unstable, кількість блоків - Sections, тип структури фільтру - Filter structure), що синтезується;
Filter Type - задається тип фільтру :
Lowpass - ФНЧ;
Highpass - ФВЧ;
Bandpass - смуговий фільтр СФ;
Bandstop - режекторний фільтр РФ;
Differentiator - диференціатори;
а також інші типи фільтрів;
Design Method - задається вид апроксимації :
IIR - БІХ-фільтри:
Butterworth - фільтр Баттерворта;
Chebyshev Type I - фільтр Чебишева 1 роду;
Chebyshev Type II - фільтр Чебишева 2 роди;
Elliptic - фільтр еліптичний (Золотарева-Кауера);
FIR - КІХ-фільтри, див. п. 2.3-2.5:
Equiripple - рівнохвилевий критерій розрахунку (мінімаксний), п. 2.5;
Least - squares - критерій мінімального СКП, п. 2.5;
Window - метод вагових (віконних) функцій, п. 2.3;
Filter Order - задається порядок фільтру-прототипу (Specify order) або виставляється прапорець розрахунку мінімального порядку фільтру-прототипу (Minimum order);
Frequency Specifications - задаються частотні параметри фільтру (кількість параметрів може змінюватися залежно від вибраного типу фільтру) :
Units - одиниці виміру частоти (Hz - Гц, Normalized (0 to 1) - нормалізований фільтр (у відносних одиницях);
Fs - частота дискретизації;
Fstop1 - нижня частота смуги загородження (на якій забезпечується згасання Astop1, дБ);
Fpass1 - нижня частота смуги пропускання (на якій забезпечується згасання Apass, дБ);
Fpass2 - верхня частота смуги пропускання (на якій забезпечується згасання Apass, дБ);
Fstop2 - верхня частота смуги загородження (на якій забезпечується згасання Astop2, дБ);
Magnitude Specifications - задаються коефіцієнти згасання фільтру :
Units - одиниці виміру коефіцієнта згасання (dB - дБ, Squared - відносні одиниці);
Apass, Epass - коефіцієнти згасання в смузі пропускання;
Astop, Estop - коефіцієнти згасання в смузі загородження.

При виборі Equiripple равнохвилевогу методу розрахунку (мінімаксний критерій) необхідно додатково задати в групі Options (рис. 3.9) параметр Density factor, за замовчуванням рівний 16.

Рис. 3.9. Завдання параметра Options

При виборі Least - Squares критерію мінімального СКП необхідно додатково задати в групі Magnitude Specifications (рис. 3.10) вагові коефіцієнти в смугах пропускання і затримання Wstop1, Wstop2, Wpass, за замовчуванням рівні 1.

Рис. 3.10. Завдання вагових коефіцієнтів в групі Magnitude Specifications

При виборі Window методу вагових функцій необхідно задати в групі Options (рис. 3.11) тип вагової функції Window, а також для деяких функцій додаткові параметри, наприклад параметр Beta для вагової функції Кайзера Kaiser.

Рис. 3.11. Вибір типу вагової функції Window

Основні вагові функції:

Bartlett - функція Бартлетта;
Blackman - функція Блекмана;
Hamming - функція Хемінга;
Hann - функція Ханна;
Kaiser - функція Кайзера;
Rectangular - прямокутна функція;
Triangular - трикутна функція;

Для управління параметрами відображення результатів розрахунку, графіків і виконання над ними різних дій блок параметрів Digital Filter Design має панель інструментів, що містить піктограми з наступними призначеннями :

створити новий блок налаштування параметрів ЦФ;