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sosfilt

Filtrado digital IIR de segundo orden (bicuadrático)

Sintaxis

y = sosfilt(sos,x)

y = sosfilt(sos,x,dim)

Descripción

y = sosfilt(sos,x) aplica el filtro digital de sección de segundo orden sos a la señal de entrada x.

• Si x es una matriz, la función opera a lo largo de la primera dimensión y devuelve los datos filtrados para cada columna.

• Si x es un arreglo multidimensional, la función opera a lo largo de la primera dimensión del arreglo con un tamaño mayor que 1.

y = sosfilt(sos,x,dim) opera a lo largo de la dimensión dim.

Ejemplos

Filtrado de la sección de segundo orden

Cargue chirp.mat. El archivo contiene una señal, y, que tiene la mayor parte de su potencia por encima de Fs/4, o la mitad de la frecuencia de Nyquist. La tasa de muestreo es 8192 Hz.

load chirp

t = (0:length(y)-1)/Fs;

Diseñe un filtro paso alto Butterworth de 7.º orden para atenuar los componentes de la señal por debajo de Fs/4. Utilice una frecuencia de corte normalizada de 0,48π rad/muestra. Exprese los coeficientes del filtro en términos de secciones de segundo orden.

[zhi,phi,khi] = butter(7,0.48,'high');
soshi = zp2sos(zhi,phi,khi);

freqz(soshi)

Filtre la señal. Muestre las señales originales y las filtradas en paso alto. Utilice la misma escala de eje y en ambas gráficas.

outhi = sosfilt(soshi,y);

figure
subplot(2,1,1)
plot(t,y)
title('Original Signal')
ys = ylim;

subplot(2,1,2)
plot(t,outhi)
title('Highpass-Filtered Signal')
xlabel('Time (s)')
ylim(ys)

Diseñe un filtro paso bajo con las mismas especificaciones. Filtre la señal y compare el resultado con el original. Utilice la misma escala de eje y en ambas gráficas. El resultado es mayoritariamente ruido.

[zlo,plo,klo] = butter(7,0.48);
soslo = zp2sos(zlo,plo,klo);

outlo = sosfilt(soslo,y);

subplot(2,1,1)
plot(t,y)
title('Original Signal')
ys = ylim;

subplot(2,1,2)
plot(t,outlo)
title('Lowpass-Filtered Signal')
xlabel('Time (s)')
ylim(ys)

Argumentos de entrada

sos — Filtro digital de sección de segundo orden

Matriz de L por 6

Filtro digital de sección de segundo orden, especificado como una matriz de L por 6, donde L es el número de secciones de segundo orden. La matriz

$$\text{sos}=\left[\begin{array}{cccccc}{b}_{01}& b_{11}& b_{21}& 1& a_{11}& a_{21}\\ b_{02}& b_{12}& b_{22}& 1& a_{12}& a_{22}\\ ⋮& ⋮& ⋮& ⋮& ⋮& ⋮\\ b_{0L}& b_{1L}& b_{2L}& 1& a_{1L}& a_{2L}\end{array}\right]$$

representa el filtro digital de sección de segundo orden

$$H(z)={\displaystyle \prod _{k=1}^L{H}_k(z)={\displaystyle \prod _{k=1}^L\frac{b_{0k}+b_{1k}{z}^{-1}+b_{2k}{z}^{-2}}{1+a_{1k}{z}^{-1}+a_{2k}{z}^{-2}}}}.$$

Ejemplo: [b,a] = butter(3,1/32); sos = tf2sos(b,a) especifica un filtro Butterworth de tercer orden con una frecuencia normalizada de 3 dB de π/32 rad/muestra.

Tipos de datos: single | double

x — Señal de entrada

vector | matriz | arreglo N-D

Señal de entrada, especificada como un vector, matriz o arreglo N-D.

Ejemplo: x = [2 1].*sin(2*pi*(0:127)'./[16 64]) especifica una sinusoide de dos canales.

Tipos de datos: single | double
Soporte de números complejos: Sí

dim — Dimensión sobre la que operar

escalar entero positivo

Dimensión sobre la que se desea operar, especificada como escalar entero positivo. De forma predeterminada, la función opera a lo largo de la primera dimensión del arreglo de x con un tamaño mayor que 1.

Tipos de datos: single | double

Argumentos de salida

y — Señal filtrada

vector | matriz | arreglo N-D

Señal filtrada, devuelta como un vector, una matriz o un arreglo N-D. y tiene el mismo tamaño que x.

Referencias

[1] Bank, Balázs. "Converting Infinite Impulse Response Filters to Parallel Form". IEEE Signal Processing Magazine. Vol. 35, Number 3, May 2018, pp. 124-130.

[2] Orfanidis, Sophocles J. Introduction to Signal Processing. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1996.

Capacidades ampliadas

Generación de código C/C++
Genere código C y C++ mediante MATLAB® Coder™.

Arreglos GPU

Acelere código mediante la ejecución en una unidad de procesamiento gráfico (GPU) mediante Parallel Computing Toolbox™.

Notas y limitaciones de uso:

• El filtro de entrada sos debe ser estable. Utilice isstable para comprobar la estabilidad del filtro.

• Todas las subsecciones de segundo orden del filtro de entrada deben ser IIR.

• La versión gpuArray de sosfilt utiliza un algoritmo paralelo [1] que es diferente de la versión de MATLAB^®. Los algoritmos dan resultados distintos para entradas de valor complejo con valores NaN o Inf:

  • En la versión de MATLAB, los NaN y los Inf se propagan solo en la parte real.

  • En la versión gpuArray, los NaN y los Inf se propagan en la parte real y en la parte imaginaria.

Para obtener más información, consulte Run MATLAB Functions on a GPU (Parallel Computing Toolbox).

Historial de versiones

Introducido antes de R2006a

Consulte también

filter | medfilt1 | sgolayfilt

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