kopia lustrzana https://github.com/Dsplib/libdspl-2.0
252 wiersze
8.4 KiB
C
252 wiersze
8.4 KiB
C
/*
|
||
* Copyright (c) 2015-2019 Sergey Bakhurin
|
||
* Digital Signal Processing Library [http://dsplib.org]
|
||
*
|
||
* This file is part of libdspl-2.0.
|
||
*
|
||
* is free software: you can redistribute it and/or modify
|
||
* it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
|
||
* the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
|
||
* (at your option) any later version.
|
||
*
|
||
* DSPL is distributed in the hope that it will be useful,
|
||
* but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
|
||
* MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
|
||
* GNU General Public License for more details.
|
||
*
|
||
* You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
|
||
* along with Foobar. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
|
||
*/
|
||
|
||
#include <stdio.h>
|
||
#include <stdlib.h>
|
||
#include <string.h>
|
||
#include "dspl.h"
|
||
|
||
|
||
|
||
#ifdef DOXYGEN_ENGLISH
|
||
/*! ****************************************************************************
|
||
\ingroup IIR_FILTER_DESIGN_GROUP
|
||
\fn int cheby1_ap_zp( int ord, double rp, complex_t* z, int* nz,
|
||
complex_t* p, int* np)
|
||
\brief
|
||
Function calculates arrays of zeros and poles for analog normlized lowpass
|
||
Chebyshev type 1 filter transfer function \f$ H(s) \f$ order `ord` .
|
||
|
||
Analog normalized lowpass filter magnitude ripple equals \f$ -R_p \f$ dB
|
||
for angular frequency \f$ \omega \f$ from 0 to 1 rad/s.
|
||
|
||
|
||
\param[in] ord
|
||
Filter order. \n
|
||
Number of zeros and poles of filter can be less or equal `ord`. \n
|
||
\n
|
||
|
||
\param[in] rp
|
||
Magnitude ripple in passband (dB). \n
|
||
This parameter sets maximum filter distortion from 0 to 1 rad/s frequency. \n
|
||
Parameter must be positive. \n
|
||
\n
|
||
|
||
\param[out] z
|
||
Pointer to the \f$ H(s) \f$ zeros array. \n
|
||
Maximum vector size is `[ord x 1]`. \n
|
||
Memory must be allocated for maximum vector size. \n
|
||
\n
|
||
|
||
\param[out] nz
|
||
Pointer to the variable which keep number of finite zeros \f$ H(s) \f$. \n
|
||
Number of finite zeros which was calculated and saved in vector `z`. \n
|
||
Pointer cannot be `NULL`. \n
|
||
\n
|
||
|
||
\param[out] p
|
||
Pointer to the \f$ H(s) \f$ poles array. \n
|
||
Maximum vector size is `[ord x 1]`. \n
|
||
Memory must be allocated for maximum vector size. \n
|
||
\n
|
||
|
||
\param[out] np
|
||
Pointer to the variable which keep number of
|
||
calculated poles of \f$ H(s) \f$. \n
|
||
Pointer cannot be `NULL`. \n
|
||
\n
|
||
|
||
\return
|
||
`RES_OK` if zeros and poles is calculated successfully. \n
|
||
Else \ref ERROR_CODE_GROUP "code error".
|
||
\n
|
||
|
||
\note
|
||
Normalized Chebyshev type 1 lowpass filter has no finite zeros.
|
||
So `z` vector will not changed and in pointer `nz` will write 0 value. \n
|
||
|
||
Example of normalized Chebyshev type 1 lowpass filter
|
||
zeros and poles calculation:
|
||
\include cheby1_ap_zp_test.c
|
||
|
||
Result:
|
||
|
||
\verbatim
|
||
Chebyshev type 1 filter zeros: 0
|
||
Chebyshev type 1 filter poles: 7
|
||
p[ 0] = -0.256 +0.000 j
|
||
p[ 1] = -0.057 +1.006 j
|
||
p[ 2] = -0.057 -1.006 j
|
||
p[ 3] = -0.160 +0.807 j
|
||
p[ 4] = -0.160 -0.807 j
|
||
p[ 5] = -0.231 +0.448 j
|
||
p[ 6] = -0.231 -0.448 j
|
||
\endverbatim
|
||
\n
|
||
|
||
In `dat` folder will be created `cheby1_ap_zp.txt` file. \n
|
||
|
||
In addition, GNUPLOT will build the following graphs
|
||
from data stored in `dat/cheby1_ap_zp.txt` file:
|
||
|
||
\image html cheby1_ap_zp_test.png
|
||
|
||
|
||
\author Sergey Bakhurin www.dsplib.org
|
||
***************************************************************************** */
|
||
#endif
|
||
#ifdef DOXYGEN_RUSSIAN
|
||
/*! ****************************************************************************
|
||
\ingroup IIR_FILTER_DESIGN_GROUP
|
||
\fn int cheby1_ap_zp(int ord, double rp, complex_t* z, int* nz, complex_t* p, int* np)
|
||
\brief
|
||
Расчет массивов нулей и полюсов передаточной функции \f$ H(s) \f$
|
||
аналогового нормированного ФНЧ Чебышёва первого рода.
|
||
|
||
Функция рассчитывает значения нулей и полюсов передаточной функции
|
||
\f$ H(s)\f$ аналогового нормированного ФНЧ Чебышёва первого рода
|
||
порядка `ord` с частотой среза 1 рад/с по уровню \f$-R_p\f$ дБ, с
|
||
неравномерностью в полосе пропускания \f$ R_p \f$ дБ. \n
|
||
|
||
\param[in] ord
|
||
Порядок фильтра. \n
|
||
\n
|
||
|
||
\param[in] rp
|
||
Неравномерность АЧХ в полосе пропускания (дБ). \n
|
||
Параметр задает уровень искажений в полосе от 0 до 1 рад/с. \n
|
||
Значение должно быть положительным. \n
|
||
\n
|
||
|
||
\param[out] z
|
||
Указатель на массив комплексных нулей
|
||
передаточной характеристики \f$ H(s)\f$. \n
|
||
Максимальный размер вектора `[ord x 1]`. \n
|
||
Память должна быть выделена. \n
|
||
\n
|
||
|
||
\param[out] nz
|
||
Указатель на переменную количества нулей
|
||
передаточной функции \f$H(s)\f$. \n
|
||
По данному указателю будет записано количество нулей фильтра,
|
||
которые были рассчитаны и помещены в вектор `z`. \n
|
||
Память должна быть выделена. \n
|
||
\n
|
||
|
||
\param[out] p
|
||
Указатель на массив комплексных полюсов
|
||
передаточной характеристики \f$H(s)\f$. \n
|
||
Максимальный размер вектора вектора `[ord x 1]`. \n
|
||
Память должна быть выделена. \n
|
||
\n
|
||
|
||
\param[out] np
|
||
Указатель на переменную количества полюсов передаточной функции \f$ H(s)\f$. \n
|
||
По данному указателю будет записано количество нулей фильтра, которые были
|
||
рассчитаны и помещены в вектор `p`. \n
|
||
Память должна быть выделена. \n
|
||
\n
|
||
|
||
\return
|
||
`RES_OK` --- массивы нулей и полюсов рассчитаны успешно. \n
|
||
В противном случае \ref ERROR_CODE_GROUP "код ошибки". \n
|
||
|
||
\note
|
||
Нормированный ФНЧ Чебышёва первого рода не имеет нулей, поэтому массив
|
||
нулей `z` не будет изменен, а по указателю `nz` будет записан 0. \n
|
||
|
||
|
||
Пример программы рассчета нулей и полюсов нормированного
|
||
ФНЧ Чебышева первого рода:
|
||
\include cheby1_ap_zp_test.c
|
||
|
||
Результат выполнения программы:
|
||
|
||
\verbatim
|
||
Chebyshev type 1 filter zeros: 0
|
||
Chebyshev type 1 filter poles: 7
|
||
p[ 0] = -0.256 +0.000 j
|
||
p[ 1] = -0.057 +1.006 j
|
||
p[ 2] = -0.057 -1.006 j
|
||
p[ 3] = -0.160 +0.807 j
|
||
p[ 4] = -0.160 -0.807 j
|
||
p[ 5] = -0.231 +0.448 j
|
||
p[ 6] = -0.231 -0.448 j
|
||
\endverbatim
|
||
\n
|
||
|
||
В каталоге `dat` будет создан файл `cheby1_ap_zp.txt`. \n
|
||
|
||
Пакет GNUPLOT произведет построение карты полюсов по
|
||
сохранненным в `dat/cheby1_ap_zp.txt` данным:
|
||
|
||
\image html cheby1_ap_zp_test.png
|
||
|
||
\author Бахурин Сергей www.dsplib.org
|
||
***************************************************************************** */
|
||
#endif
|
||
int DSPL_API cheby1_ap_zp(int ord, double rp, complex_t* z, int* nz,
|
||
complex_t* p, int* np)
|
||
{
|
||
double theta;
|
||
double ep;
|
||
double beta;
|
||
double shbeta;
|
||
double chbeta;
|
||
int r;
|
||
int L;
|
||
int ind = 0, k;
|
||
|
||
if(rp < 0 || rp == 0)
|
||
return ERROR_FILTER_RP;
|
||
if(ord < 1)
|
||
return ERROR_FILTER_ORD;
|
||
if(!z || !p || !nz || !np)
|
||
return ERROR_PTR;
|
||
|
||
ep = sqrt(pow(10.0, rp*0.1) - 1.0);
|
||
r = ord % 2;
|
||
L = (int)((ord-r)/2);
|
||
|
||
|
||
beta = asinh(1.0/ep)/(double)ord;
|
||
chbeta = cosh(beta);
|
||
shbeta = sinh(beta);
|
||
|
||
if(r)
|
||
{
|
||
RE(p[ind]) = -shbeta;
|
||
IM(p[ind]) = 0.0;
|
||
ind++;
|
||
}
|
||
for(k = 0; k < L; k++)
|
||
{
|
||
theta = M_PI*(double)(2*k + 1)/(double)(2*ord);
|
||
RE(p[ind]) = RE(p[ind+1]) = -shbeta * sin(theta);
|
||
IM(p[ind]) = chbeta * cos(theta);
|
||
IM(p[ind+1]) = -IM(p[ind]);
|
||
ind+=2;
|
||
}
|
||
*np = ord;
|
||
*nz = 0;
|
||
return RES_OK;
|
||
}
|
||
|