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Comment faire un filtre passe-bas 2ème ordre

Un filtre passe-bas est un système mathématique qui filtre toutes les fréquences, mais d'un faible signal d'entrée. Filtres passe-bas sont parmi les systèmes les plus populaires et les plus essentielles utilisées dans le traitement du signal audio analogique et numérique. Autrement dit, des filtres passe-bas le travail en retardant le signal d'entrée, en multipliant le signal retardé par une valeur spécifique, puis l'ajout de ce signal au signal d'entrée original. Un filtre est dit 2ème ordre quand il utilise au plus deux retards dans aucune partie de son système.

Instructions

  1. Déterminez vos coupure et fréquences d'échantillonnage. La fréquence de coupure (fc) est la plus haute fréquence a permis de passer à travers votre filtre passe-bas, où la fréquence est mesurée en cycles par seconde. Choisissez cette valeur sur la base des fréquences que vous voulez passer à travers votre système. La fréquence d'échantillonnage (fs) est le nombre d'échantillons par seconde, il ya dans votre signal d'entrée, par exemple des signaux audio numériques, ont généralement 44.100 échantillons par seconde.

  2. Résoudre pour la fréquence de coupure angulaire (Oc). La fréquence de coupure angulaire est mesurée en unités de radians et est égale à la fréquence de coupure multiplié par deux pi et ensuite divisé par la fréquence d'échantillonnage. Mathématiquement, l'équation apparaît comme: Oc = (2pifc) / fs.

  3. Calculer la valeur de bêta (B), qui est une valeur utilisée dans les étapes ultérieures à résoudre pour les coefficients dans l'équation finale. L'équation bêta-valeur exprimée sous forme mathématique est: B = 0,5 ((1 - (pi le péché [Oc] / (2Oc))) / (1 + (pi le péché [Oc] / (2 * Oc)))).

  4. Obtenir la valeur gamma (G), qui est une autre valeur utilisée dans les étapes ultérieures à résoudre pour les coefficients d'équation finale.




    G = (0,5 B) cos (Oc)

  5. Résoudre pour les trois coefficients de feed-forward (a0, a1 et a2) de l'équation finale. En traitement du signal, à action directe se réfère à des sections d'un système de filtre qui retardent le signal d'entrée.

    a0 = (0,5 + B - G) / 2

    a1 = 0,5 + B - G

    a2 = a0

  6. Calculer deux coefficients de rétroaction (b1 et b2) de l'équation finale. Réaction se réfère à des sections d'un système de filtre qui retardent le signal de sortie.



    b1 = -2 * G

    b2 = 2 * B

  7. Branchez les coefficients dans l'équation finale. L'équation finale d'un filtre passe-bas du second ordre est la suivante:

    y [n] = a0x [n] + A1x [n-1] + a2x [n-2] - b1y [n-1] - b2 * y [n-2]

    Les signaux de sortie et d'entrée sont représentées par les caractères Y et X respectivement. Le caractère n est l'indice dans les signaux, soit, y [n] est égale à la n-ième échantillon dans le signal de sortie.

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