Естественные науки
Подскажите по поводу фильтров
В чём плюсы фильтра Баттерворта в отличии от других . И какие есть еще фильтры, помимо фильтра Чебышева? Заранее спасибо !)
Тип фильтра выбирается исходя из его применения, и их характера сигнала, который нужно фильтровать.
Скажем, для фильтрации синуса (узкополосного сигнала), когда нужно как можно лучге отделить полосу пропускания от полосы фильтрации (сигналы в которой мы не хотим пропускать через фильтр), основной параметр - это крутизна спада характеристики. Чтобы затухание при переходе через пороговую частоту возрастало как можно быстрее. Это реализцется с помощью фильтров Чебышёва. Но эта крутизна достигается ценой определённой неравномерности АЧХ как в полосе пропускания, так и в полосе заграждения. К тому же из-за столь крутого спада АЧХ фильтры Чебышёва дают максимальные выбросы (переколебания) при передаче импульсного сигнала.
Может быть и другое требование - как можно более равномерная АЧХ в полосе пропускания, ну а что там делается за пределами этой полосы - уже не так важно. Это фильтры Баттерворта.
Наконец, бывают фильтры, от которых требуется отсутствие выбросов на переходной характеристике, то есть обрабатываются уже не синусоидальные сигналы, а сигналы сложной формы (скажем, импульсные), и внимание обращается не на частотную характеристику, а на переходную - во временнóй области. Это фильтры Бесселя. Их особенность - равномерная фазовая характеристика (задержка по фазе в полосе пропускания примерно пропорциональна частоте), поэтому они и не дают выбросов. Но зато у них и максимально протяжённый участок спада АЧХ, то есть как фильтр синуса они хуже прочих.
Скажем, для фильтрации синуса (узкополосного сигнала), когда нужно как можно лучге отделить полосу пропускания от полосы фильтрации (сигналы в которой мы не хотим пропускать через фильтр), основной параметр - это крутизна спада характеристики. Чтобы затухание при переходе через пороговую частоту возрастало как можно быстрее. Это реализцется с помощью фильтров Чебышёва. Но эта крутизна достигается ценой определённой неравномерности АЧХ как в полосе пропускания, так и в полосе заграждения. К тому же из-за столь крутого спада АЧХ фильтры Чебышёва дают максимальные выбросы (переколебания) при передаче импульсного сигнала.
Может быть и другое требование - как можно более равномерная АЧХ в полосе пропускания, ну а что там делается за пределами этой полосы - уже не так важно. Это фильтры Баттерворта.
Наконец, бывают фильтры, от которых требуется отсутствие выбросов на переходной характеристике, то есть обрабатываются уже не синусоидальные сигналы, а сигналы сложной формы (скажем, импульсные), и внимание обращается не на частотную характеристику, а на переходную - во временнóй области. Это фильтры Бесселя. Их особенность - равномерная фазовая характеристика (задержка по фазе в полосе пропускания примерно пропорциональна частоте), поэтому они и не дают выбросов. Но зато у них и максимально протяжённый участок спада АЧХ, то есть как фильтр синуса они хуже прочих.
Кристина Шенина
Спасибо! Вот такого объяснения мне не хватало. Я смог сигнал отфильтровать Бесселем.
Кроме этих двух есть ещё Бесселя. Батерворт от Чебышева отличается очень резким спадом на частоте среза dB \ на октаву, но имеет хреновую линейность на подходе к этой точке. Бессель - среднее между Чебышевым и Батервортом.
В зависимости от полиномов, используемых при аппроксимации передаточной функции различают фильтры: критического затухания, Бесселя, Баттерворта, Чебышева.
АЧХ ФНЧ Баттерворта имеет довольно длинный горизонтальный участок и резко спадает за частотой среза. Переходная характеристика такого фильтра при ступенчатом входном сигнале имеет колебательный характер. С увеличением порядка фильтра колебания усиливаются.
Характеристика фильтра Чебышева спадает более круто за частотой среза. В полосе пропускания она имеет волнообразный характер с постоянной амплитудой. Колебания переходного процесса при ступенчатом входном сигнале сильнее, чем у фильтра Баттерворта.
Фильтр Бесселя характеризуется меньшей длиной горизонтального участка, чем фильтр Баттеворта и более пологим спадом АЧХ за частотой среза, чем фильтры Баттерворта и Чебышева. Данный фильтр обладает оптимальной переходной характеристикой (переходный процесс практически не имеет колебаний).
Фильтр критического затухания обладает значительно худшей амплитудно-частотной характеристикой по сравнению с фильтром Бесселя, но не имеет перерегулирования. В общем фильтр критического затухания уступает фильтру Бесселя в отношении качества отработки входного ступенчатого сигнала.
АЧХ ФНЧ Баттерворта имеет довольно длинный горизонтальный участок и резко спадает за частотой среза. Переходная характеристика такого фильтра при ступенчатом входном сигнале имеет колебательный характер. С увеличением порядка фильтра колебания усиливаются.
Характеристика фильтра Чебышева спадает более круто за частотой среза. В полосе пропускания она имеет волнообразный характер с постоянной амплитудой. Колебания переходного процесса при ступенчатом входном сигнале сильнее, чем у фильтра Баттерворта.
Фильтр Бесселя характеризуется меньшей длиной горизонтального участка, чем фильтр Баттеворта и более пологим спадом АЧХ за частотой среза, чем фильтры Баттерворта и Чебышева. Данный фильтр обладает оптимальной переходной характеристикой (переходный процесс практически не имеет колебаний).
Фильтр критического затухания обладает значительно худшей амплитудно-частотной характеристикой по сравнению с фильтром Бесселя, но не имеет перерегулирования. В общем фильтр критического затухания уступает фильтру Бесселя в отношении качества отработки входного ступенчатого сигнала.
Похожие вопросы
- Фильтр Калмана Подскажите, где скачать исходники на с++ для реализации фильтра Калмана?
- Помогите понять цифровой фильтр
- сколько приборов можно включить в одну розетку ( через сетевой фильтр)
- Фильтр от противогаза очищает от табачного дыма или нет?
- Что вы думаете по поводу самого распространенного мифа автомобилистов и его разрушения ?
- Есть такой вот несложный вопросец по поводу ускорения и мощности - подскажите
- Почему так понравился ответ Шурика Жукова ( кролику) по поводу того, что фотон - это эфирная волна
- Как в домашних условиях водопроводную воду сделать максимально питьевой? Безо всяческих фильтров и кипячения.
- Будете ли Вы покупать нано-фильтры Петрика, если РАН признает их работоспособность и безопасность?
- Минерал шунгит.Хочу использовать как фильтр для воды.Все так положительно,как описано?Есть ли отриц.свойства?