デジタルフィルタのボード線図

デジタルフィルタモデルのボード線図をM-ファイルで記述したコマンドで求めたい。 周波数はHzとしたい。 合わせてExcelでも描画するために、freq.dat、gain.dat、phase.datデータを発生したい。

Answer 1

[Akira Agata]

ボード線図の元となるデジタルフィルターの周波数応答は、関数 freqz で出力することができます。横軸を周波数とするには、サンプリング周波数を指定する必要があります。

以下の例は、サンプリング周波数を 1kHz として、Kaiserウィンドウを用いた80次のFIRローパスフィルタの周波数応答をテーブル型変数 Output に保存のうえExcelファイルとして出力します。

fs = 1000;                      
b = fir1(80,0.5,kaiser(81,8));
[h, f] = freqz(b,1,[],fs)

Output = table(f,abs(h),rad2deg(unwrap(angle(h))),...
  'VariableNames',{'freq','response','phase'});

writetable(Output,'bodePlot.xls');

[Isao Okada]

Akira Agataさん 回答ありがとうございます。 私の質問は、例えばFDATOOLなどで設計したあるいは自分で設計した.slxモデルから取得する方法です。 ご指摘の方法では分子係数、分母係数を求める方法が分かれば解決かもしれません。よろしくお願いします。

[Akira Agata]

fdatoolで設計したフィルタから周波数応答を求める場合は、設計後にツールバーから[ファイル] ⇒ [MATLABコードを生成] ⇒ [フィルタ設計関数] を選択して関数を生成して下さい（この関数を呼び出すことで、設計したフィルタのdfiltオブジェクトが生成されます）。

例えばfdatoolでフィルタを設計後、フィルタ設計関数を生成して 'myFiltDesign.m' というファイル名で保存したとします。このフィルタの周波数応答を求めるには、以下のようにすれば求めることができます。

% fdatoolで設定したサンプリング周波数
fs = 1000;

% 設計したフィルタのdfiltオブジェクトを生成             
b = myFiltDesign();

% 生成する評価点の数
n = 1024;

[h, f] = freqz(b,n,fs);

Output = table(f,abs(h),rad2deg(unwrap(angle(h))),...
  'VariableNames',{'freq','response','phase'});

writetable(Output,'bodePlot.xls');

[Isao Okada]

回答ありがとうございます。

Fdatool設計の場合、

%%Coef Load
load f430.dat f430 -ascii;
num=zeros(1,65);
for i=1:65
    num(i)=f430(i);
end
den = 1; k=f430(66);
Ts = 1/5512.5;
%%Transfer Function
sys = tf( num, den,Ts)/k;
f = logspace(0,5,4000); w= 2*pi*f;
h = bodeplot(sys,w),grid on;
setoptions(h,'FreqUnits','Hz','PhaseVisible','on');

のようにFigure1描画が欲しいです。これができれば、Fdatool設計はとりあえずOKのようです。

また、例えばEqualizerなどを最適化する場合、batchで処理したいので、Fdatoolなどが使えないと思いますので、Digital Filter F(z)をどのようなコマンドで処理すればよいかの問題に帰着するかもしれません。求めたいのは、周波数Hzでゲイン・位相特性、MatlabのFigureとExcel移植可能なデータです。