fdatool в MATLab, трабла, помогите разобраться Опции

[KolyanV]

Здравствуйте!
Использовал ранее утилиту fdatool в MATLAB 6.5 для рассчетов FIR фильтров. Тут понадобилось рассчитать несколько IIR (БИХ) фильтров. Взял для примера фильтр Баттервуорта. Задал параметры, указал порядок. Сгенерировал фильтр. Включил рассчет квантования, в дополнительных настройках квантования включил нормализацию Numerator и Denominator так, чтобы они не были больше 1.0.
Пересчитал фильтр. По АЧХ фильтр подошел, рассчитаные коэффициенты я подставил в код своей программы. При прогоне фильтра на тестовом сигнале с плавнорастущей частотой тона с 20Гц до 10кГц оказалось, что общий уровень выходного сигнала выше входного. Причем, уровень растет пропорционально количеству секций фильтра и рост составляет около 4.2 дБ на секцию фильтра. Т.е для фильтра 20-го порядка (10 секций), рост уровня состовляет более 42 дБ. При работе с FIR фильтрами рассчитанными в MATLAB-е сподобными проблемами не сталкивался. Сначала грешил на свой алгоритм фильтрации. Для теста взял коэффициены вычисленные с помощью утилиты CIIRF1.EXE (http://www.rid.mv.ru/iir/iir.htm). По коэффициентам выданными этой программой, выходной сигнал после обработки моим алгоритмом фильтрации получился совершенно корректным (без общего поднятия/опускания уровня) и соответсвовал заданной АЧХ. Кроме того, меня настораживает тот факт, что для фильтра Баттервуорта, независимо от его порядка и других параметров Numerator всех секций фильтра равны (0.25 0.50 0.25)
Пример:
Numerator
QuantizedCoefficients{1}{1} ReferenceCoefficients{1}{1}
(1) 0.250000000000000 0.250000000000000000
(2) 0.500000000000000 0.500000000000000000
(3) 0.250000000000000 0.250000000000000000
Повторюсь - коффициенты нормализуются к диапазону [-1;1]

Подскажите, в чем проблема? Кто сталкивался с подобным? Как рассчитать "правильные" коэфициенты?

P.S: Для режима БЕЗ нормализации до [-1;1] с параметрами квантования коэффициентов [16 14] картина абсолютна та же.

[KolyanV]

Неужели никто не сталкивался с таким и не использовал IIR фильтры рассчитанные в MatLab в своих программах ?

[subver]

Неужели никто не сталкивался с таким и не использовал IIR фильтры рассчитанные в MatLab в своих программах ?

Именно из-за масштабирующих множителей и возникают проблемы при квантовании БИХ фильтров.
Если делать вычисления с плавающей точкой, то фильтр будет вести себя так же как и расчитанный.
Как вариант можно попробовать использовать КИХ децимацию с последующей интерполяцией.

[KolyanV]

Именно из-за масштабирующих множителей и возникают проблемы при квантовании БИХ фильтров.
Если делать вычисления с плавающей точкой, то фильтр будет вести себя так же как и расчитанный.
Как вариант можно попробовать использовать КИХ децимацию с последующей интерполяцией.

Похоже, это связано с методом рассчета БИХ фильтров матлабом. Чесно говоря, я ожидал большего от МатЛаба, достаточно мощная программа, а рассчитать коэфициенты с учетом их практического использования с 16-ти разрядными целыми не в сотстаянии. А вот например, вышеуказанная утилитка
CIIRF1.EXE (http://www.rid.mv.ru/iir/iir.htm) выдает готовый результат без масшабирующих коэфициентов, и что самое главное, в большинстве своем, они подходят для использования с 16-ти разряднымы целочисельным вычислениями.

Сообщение отредактировал KolyanV - Feb 20 2006, 07:25

[SM]

Похоже, это связано с методом рассчета БИХ фильтров матлабом. Чесно говоря, я ожидал большего от МатЛаба, достаточно мощная программа, а рассчитать коэфициенты с учетом их практического использования с 16-ти разрядными целыми не в сотстаянии.

Вообще-то при рассчетах обычных БИХов (баттерворт, чебышев, кауэр) любой софт делает билинейное преобразование (или инвар. имп. хар-ку). Как закажите. Матлаб не исключение. Но в матлабе есть толпа вариантов масштабирования секций фильтров и порядка собирания полюсов в секции. Вы воспользовались всего лишь одним вариантом. Возможно не самым удобным для Вас. Но, вероятно, оптимальным с какой либо другой точки зрения. Например по минимизации переполнений, или еще по чему нибудь. Играйтесь параметрами преобразования к секциям второго порядка и масштабирования, и добъетесь своего. Просто матлаб посложнее других программ, и это тоже надо понимать. В общем не было еще ни одного фильтра, который нельзя было бы так же синтезировать матлабом, как другой сторонней программой.

P.S. Правда фдатулом почти не пользуюсь, все больше ф-ции с командной строки набираю. Или m-файл делаю.