Полосовые фильтры
Программа Фильтрация сигналов
В каждом канале программы фильтрации могут включаться фильтры верхних и нижних частот. Эти фильтры реализованы как фильтры Баттерворта 2, 4, 6, 8 или 10 порядков с бесконечной импульсной характеристикой. Порядок фильтров зависит от отношения частоты среза фильтра к частоте дискретизации фильтруемого канала: чем это соотношение больше, тем выше порядок фильтра.
В программе Фильтрация сигналов реализованы фильтры:
- ФНЧ (фильтр нижних частот) — пропускает частоты до Fср,
- ФВЧ (фильтр верхних частот) — пропускает частоты от Fср,
- ППФ (полосно-пропускающий фильтр) — пропускает частоты в заданной полосе,
- ПЗФ (полосно-заграждающий фильтр) — пропускает частоты вне заданной полосы.
Частоты среза фильтров задаются в Гц и устанавливаются на уровне минус 3 дБ. Изменять крутизну фильтра можно, применяя каскадную фильтрацию. На рисунках ниже приведен спектр сигнала «белый шум», обработанного полосовым фильтром с частотами среза 500 Гц и 5000 Гц, на различных этапах: без обработки, одна итерация, две итерации, три итерации.
Спектр исходного сигнала (белый шум)
ППФ 500…2000 Гц
ППФ 500…2000 Гц, применимый дважды
ППФ 500…2000 Гц, применимый трижды
Каскадная фильтрация осуществляется следующий образом: в программе Фильтрация сигналов создается несколько каналов:
- 1-й канал программы: сначала фильтр применяется к исходному сигналу,
- 2-й канал программы: фильтр применяется к обработанному сигналу, т.е. к 1-му каналу программы,
- 3-й канал программы: фильтр применяется к обработанному сигналу, т.е. ко 2-му каналу программы,
- и т.д. требуемое количество раз.
Полосно-проспукающие и полосно-заграждающие фильтры создаются комбинацией фильтров верхних и нижних частот. Полосно-пропускающий фильтр реализуется комбинацией ФНЧ и ФВЧ с частотами среза FсрФНЧ > FсрФВЧ. При частоте среза ФНЧ меньшей частоты среза ФВЧ (FсрФНЧ < FсрФВЧ), реализуется полосно-заградительный фильтр (ПЗФ). На рисунках ниже приведены примеры полосно-пропускающего и полосно-заграждающего фильтров частотами среза 500 Гц и 5000 Гц.
Полосно-пропускающий фильтр FсрФВЧ = 500 Гц; FсрФНЧ = 5000 Гц
Полосно-загорождающий фильтр FсрФНЧ = 500 Гц; FсрФВЧ = 5000 Гц
На рисунках ниже представлены примеры настройки программы Фильтрация сигналов для реализации полосно-пропускающих и полосно-заграждающих фильтров:
