Language: English
Pages: 720
Before You Begin......Page 13
What Is the Signal Processing Toolbox?......Page 14
If you are an experienced toolbox user......Page 15
All toolbox users......Page 16
Installation......Page 17
Typographical Conventions......Page 18
Technical Notations......Page 19
Signal Processing Basics......Page 21
Signals and Systems......Page 22
Extensibility......Page 23
Vector Representation......Page 24
Waveform Generation: Time Vectors and Sinusoids......Page 26
Common Periodic Waveforms......Page 27
Common Aperiodic Waveforms......Page 28
The pulstran Function......Page 29
The Sinc Function......Page 30
The Dirichlet Function......Page 31
Working with Data......Page 33
Convolution and Filtering......Page 34
Filter Coefficients and Filter Names......Page 35
Filtering with the filter Function......Page 36
filter Function Implementation and Initial Conditi.........Page 37
Multirate Filter Bank Implementation......Page 39
Anti-Causal, Zero-Phase Filter Implementation......Page 40
Frequency Domain Filter Implementation......Page 42
Impulse Response......Page 43
Digital Domain......Page 44
Magnitude and Phase......Page 46
Delay......Page 48
Zero-Pole Analysis......Page 50
Transfer Function......Page 52
Zero-Pole-Gain......Page 53
State-Space......Page 54
Partial Fraction Expansion (Residue Form)......Page 55
Second-Order Sections (SOS)......Page 56
Lattice Structure......Page 57
Convolution Matrix......Page 59
Continuous-Time System Models......Page 60
Linear System Transformations......Page 61
Discrete Fourier Transform......Page 63
References......Page 66
Filter Design......Page 67
Filter Requirements and Specification......Page 68
IIR Filter Design......Page 70
Complete Classical IIR Filter Design......Page 72
Designing IIR Filters to Frequency Domain Specific.........Page 73
Butterworth Filter......Page 74
Chebyshev Type I Filter......Page 75
Elliptic Filter......Page 76
Bessel Filter......Page 77
Direct IIR Filter Design......Page 79
Generalized Butterworth Filter Design......Page 80
FIR Filter Design......Page 82
Linear Phase Filters......Page 83
Windowing Method......Page 84
Standard Band FIR Filter Design: fir1......Page 86
Multiband FIR Filter Design: fir2......Page 87
Basic Configurations......Page 88
The Weight Vector......Page 90
Anti-Symmetric Filters / Hilbert Transformers......Page 91
Differentiators......Page 92
Constrained Least Squares FIR Filter Design......Page 93
Basic Lowpass and Highpass CLS Filter Design......Page 94
Multiband CLS Filter Design......Page 95
Weighted CLS Filter Design......Page 96
Arbitrary-Response Filter Design......Page 97
Multiband Filter Design......Page 98
Filter Design with Reduced Delay......Page 100
Special Topics in IIR Filter Design......Page 103
Frequency Transformation......Page 104
Filter Discretization......Page 107
Impulse Invariance......Page 108
Bilinear Transformation......Page 109
References......Page 112
Statistical Signal Processing......Page 113
Correlation and Covariance......Page 114
Bias and Normalization......Page 115
Multiple Channels......Page 116
Spectral Analysis......Page 117
Welch’s Method......Page 118
Power Spectral Density Function......Page 122
Bias and Normalization in Welch’s Method......Page 124
Transfer Function Estimate......Page 126
Coherence Function......Page 127
Multitaper Method......Page 128
Yule-Walker AR Method......Page 131
Burg Method......Page 132
Covariance and Modified Covariance Methods......Page 134
MUSIC and Eigenvector Analysis Methods......Page 135
Frequency Estimator Functions......Page 136
Controlling Subspace Thresholds......Page 137
References......Page 139
Special Topics......Page 141
Basic Shapes......Page 142
Kaiser Window......Page 144
Kaiser Windows in FIR Design......Page 147
Chebyshev Window......Page 149
Parametric Modeling......Page 150
Time-Domain Based Modeling......Page 151
Linear Prediction......Page 152
Prony’s Method (ARMA Modeling)......Page 153
Steiglitz-McBride Method (ARMA Modeling)......Page 155
Frequency-Domain Based Modeling......Page 156
Resampling......Page 160
Cepstrum Analysis......Page 163
Inverse Complex Cepstrum......Page 165
FFT-Based Time-Frequency Analysis......Page 167
Median Filtering......Page 168
Communications Applications......Page 169
Deconvolution......Page 173
Chirp z-Transform......Page 174
Discrete Cosine Transform......Page 176
Hilbert Transform......Page 178
References......Page 180
Interactive Tools......Page 181
Overview......Page 182
Example: Importing Signal Data from a MAT-File......Page 183
Basic SPTool Functions......Page 185
Overview…......Page 186
Loading Variables from the MATLAB Workspace......Page 187
Importing Workspace Contents and File Contents......Page 188
Importing a Signal......Page 190
Importing a Filter......Page 191
Working with Signals, Filters, and Spectra......Page 193
Component Lists in SPTool......Page 194
Editing Data Objects in SPTool......Page 195
Sampling Frequency......Page 196
New Design......Page 197
Applying a Filter......Page 198
Updating a Spectrum......Page 199
Customizing Preferences......Page 200
Initial Type......Page 201
Line Style Order......Page 202
Stay in Zoom-mode After Zoom......Page 203
Stay in Zoom-mode After Zoom......Page 204
Frequency Axis Range......Page 205
Filter Viewer Tiling Settings......Page 206
Stay in Zoom-mode After Zoom......Page 207
Default Session.......Page 208
Export Filters as TF objects......Page 209
Factory Settings......Page 210
Zoom Controls......Page 211
Zoom Persistence......Page 212
Ruler Controls......Page 213
Selecting a Line to Measure......Page 214
Find Ruler Buttons.......Page 215
Rulers Panel and Edit Boxes.......Page 216
Making Signal Measurements......Page 217
Ruler Controls: Vertical......Page 218
Ruler Controls: Horizontal......Page 219
Ruler Controls: Track......Page 220
Ruler Controls: Slope......Page 221
Opening the Signal Browser......Page 223
Basic Signal Browser Functions......Page 224
File Menu......Page 225
Help Button......Page 226
Main Axes Display Area......Page 227
Panner......Page 228
Selecting and Displaying a Signal......Page 229
Panner Display......Page 232
Changing Signal Browser Displays......Page 233
Printing Signal Data......Page 234
Saving Signal Data......Page 237
Opening the Filter Designer......Page 239
Filter Pop-Up Menu......Page 240
Help Button......Page 241
Auto Design (optimal design methods only)......Page 242
Specifications Parameters – Automatic Order Select.........Page 243
Designing a New Filter With the Design Methods......Page 244
Measurement Parameters – Automatic Order Selection.........Page 245
Filter Specifications Panel—Pole/Zero Editor......Page 246
Designing a New Filter with the Pole/Zero Editor......Page 247
Filter Measurements Panel—Pole/Zero Editor......Page 248
Magnitude Plot (Display) Area—Design Methods......Page 249
Measurement Lines......Page 250
Positioning Poles and Zeros......Page 251
Tools......Page 252
Example: FIR Filter Design, Standard Band Configur.........Page 253
Order Selection for FIR Filter Design......Page 255
Example: Classical IIR Filter Design......Page 256
Filter Design Options......Page 257
Redesigning a Filter Using the Magnitude Plot......Page 258
tf......Page 259
specs......Page 260
Viewing Frequency Response Plots......Page 262
Basic Filter Viewer Functions......Page 264
Plots Panel......Page 266
Help Button......Page 267
Main Plots Area......Page 268
Viewing Magnitude Response......Page 269
Viewing Phase Response......Page 271
Viewing Group Delay......Page 273
Viewing Impulse Response......Page 274
Viewing Step Response......Page 275
Opening the Spectrum Viewer......Page 277
Basic Spectrum Viewer Functions......Page 278
Options Menu......Page 279
Apply......Page 280
Main Axes Display Area......Page 281
Changing Plot Properties......Page 282
Choosing Computation Parameters......Page 283
Burg......Page 284
MTM......Page 285
Welch......Page 286
Printing Spectrum Data......Page 287
Saving Spectrum Data......Page 290
Create, Import, and Name a Signal......Page 293
Design a Filter......Page 295
Apply the Filter to a Signal......Page 296
View, Play, and Print the Signals......Page 297
Compare Spectra of Both Signals......Page 300
Reference......Page 305
abs......Page 316
ac2poly......Page 317
ac2rc......Page 318
angle......Page 319
arburg......Page 320
arcov......Page 321
armcov......Page 322
aryule......Page 323
bartlett......Page 324
besselap......Page 325
besself......Page 326
bilinear......Page 329
blackman......Page 334
boxcar......Page 336
buffer......Page 337
buttap......Page 346
butter......Page 347
buttord......Page 352
cceps......Page 356
cheb1ap......Page 358
cheb1ord......Page 359
cheb2ap......Page 363
cheb2ord......Page 364
chebwin......Page 368
cheby1......Page 369
cheby2......Page 374
chirp......Page 379
cohere......Page 383
conv......Page 387
conv2......Page 388
convmtx......Page 390
corrcoef......Page 392
cov......Page 393
cplxpair......Page 394
cremez......Page 395
csd......Page 404
czt......Page 409
dct......Page 412
decimate......Page 414
deconv......Page 417
demod......Page 418
dftmtx......Page 421
diric......Page 422
dpss......Page 423
dpssclear......Page 425
dpssdir......Page 426
dpssload......Page 427
dpsssave......Page 428
ellip......Page 429
ellipap......Page 435
ellipord......Page 436
fft......Page 441
fft2......Page 445
fftfilt......Page 446
fftshift......Page 448
filter......Page 449
filter2......Page 452
filtfilt......Page 453
filtic......Page 454
fir1......Page 456
fir2......Page 461
fircls......Page 464
fircls1......Page 467
firls......Page 470
firrcos......Page 475
freqs......Page 477
freqspace......Page 480
freqz......Page 481
gauspuls......Page 484
grpdelay......Page 486
hamming......Page 489
hanning......Page 490
hilbert......Page 491
icceps......Page 493
idct......Page 494
ifft......Page 496
ifft2......Page 497
impinvar......Page 498
impz......Page 500
interp......Page 503
intfilt......Page 505
invfreqs......Page 507
invfreqz......Page 511
kaiser......Page 514
kaiserord......Page 515
latc2tf......Page 520
latcfilt......Page 521
levinson......Page 522
lp2bp......Page 524
lp2bs......Page 527
lp2hp......Page 529
lp2lp......Page 531
lpc......Page 533
maxflat......Page 537
medfilt1......Page 539
modulate......Page 540
pburg......Page 543
pcov......Page 547
pmcov......Page 551
pmtm......Page 555
pmusic......Page 559
poly2ac......Page 566
poly2rc......Page 567
polystab......Page 569
prony......Page 570
psd......Page 572
pulstran......Page 573
pwelch......Page 577
pyulear......Page 582
rc2ac......Page 586
rc2poly......Page 587
rceps......Page 589
rectpuls......Page 590
remez......Page 591
remezord......Page 598
resample......Page 602
residuez......Page 606
rlevinson......Page 609
sawtooth......Page 612
sgolay......Page 613
sgolayfilt......Page 615
sinc......Page 617
sos2ss......Page 620
sos2tf......Page 622
sos2zp......Page 624
sosfilt......Page 626
specgram......Page 627
sptool......Page 632
square......Page 636
ss2sos......Page 637
ss2tf......Page 641
ss2zp......Page 642
stmcb......Page 645
strips......Page 648
tf2latc......Page 650
tf2sos......Page 651
tf2ss......Page 654
tf2zp......Page 656
tfe......Page 658
triang......Page 662
tripuls......Page 663
unwrap......Page 664
upfirdn......Page 665
vco......Page 669
xcorr......Page 671
xcorr2......Page 676
xcov......Page 677
yulewalk......Page 680
zp2sos......Page 683
zp2ss......Page 687
zp2tf......Page 688
zplane......Page 689
Index......Page 691
