Como fazer um filtro passa-baixa de 2ª ordem

Um filtro passa-baixo é um sistema matemático que filtra tudo mas baixas frequências do sinal de entrada. filtros passa baixo são alguns dos sistemas mais populares e mais essenciais utilizados no processamento de sinais de áudio analógico e digital. Simplificando, filtros passa-baixo de trabalho por retardar o sinal de entrada, multiplicando o sinal retardado por um valor específico e, em seguida, adicionando o sinal de volta para o sinal de entrada original. Um filtro é dito para ser de 2a ordem quando se usa no máximo dois atrasos em qualquer parte do seu sistema.

  • Determine seus corte e amostragem frequências. A frequência de corte (fc) é a frequência mais elevada permitida a passagem através de seu filtro passa-baixa, onde a frequência é medida em ciclos por segundo. Escolha este valor com base nas freqüências que você deseja passar através de seu sistema. A frequência de amostragem (fs) é quantas amostras existem por segundo em seu sinal de entrada, por exemplo, sinais de áudio digital normalmente têm 44.100 amostras por segundo.

  • Resolva para a frequência de corte angular (Oc). A frequência de corte angular é medida em unidades de radianos e é igual à frequência de corte multiplicado por 2 pi e, em seguida, dividido pela frequência de amostragem. Matematicamente, a equação aparece como: OC = (2pifc) / fs.

  • Calcular o valor de beta (B), que é um valor usado em passos posteriores para resolver para os coeficientes na equação final. A equação beta-valor expresso em forma matemática é a seguinte: B = 0,5 ((1 - (pi pecado [oc] / (2Oc))) / (1 + (pi pecado [oc] / (2 * Oc)))).

  • Obter o valor de gama (G), que é um outro valor usado em passos posteriores para resolver os coeficientes da equação finais.

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

  • Resolver para os três coeficientes de feed-forward (A0, A1 e A2) da equação final. Em processamento de sinal, feed-forward refere-se às secções de um sistema de filtro que atrasam o sinal de entrada.

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



    A1 = 0,5 + B - L

    a2 = a0

  • Calcule os dois coeficientes de feedback (B1 e B2) da equação final. Feedback refere-se às secções de um sistema de filtro que atrasam o sinal de saída.

    b1 = -2 * L

    B2 = 2 * B

  • Ligue os coeficientes na equação final. A equação final de um filtro passa-baixa de segunda ordem é:

    y [n] = a0x [n] + A1X [n-1] + a2X [N-2] - b1y [n-1] - B2 * y [n-2]

    Os sinais de saída e de entrada é representada pelos caracteres y e x, respectivamente. O carácter n é o índice para os sinais, isto é, y [n] é igual ao da amostra n no sinal de saída.

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