Moving Average Filter Phasenverzögerung

Die Beziehung von Minimum zu Phase in einem Minimalphasensystem oder Filter kann man sehen, wenn man die ungepackte Phase gegen die Frequenz abgibt. Sie können ein Pol-Null-Diagramm der Systemantwort verwenden, um eine inkrementelle grafische Darstellung des Frequenzgangs und des Phasenwinkels zu unterstützen. Diese Methode hilft bei der Durchführung eines Phasenplots ohne Phasensprungdiskontinuitäten. Setzen Sie alle Nullen innerhalb des Einheitskreises (oder in der linken Halbebene im kontinuierlichen Fall), wo alle Pole ebenso für die Systemstabilität sein müssen. Verwenden Sie die Winkel von allen Pole und das Gegenteil der Winkel von allen Nullen bis zu einem Punkt auf dem Einheitskreis, um die Phase zu berechnen, da sich dieser Frequenzgang-Referenzpunkt um den Einheitskreis bewegt. Vergleichen Sie nun dieses Diagramm mit einem ähnlichen Diagramm für ein Pol-Null-Diagramm mit einem der außerhalb des Einheitskreises vertauschten Nullen (nicht-minimale Phase). Die durchschnittliche Gesamtneigung der Linie mit allen darin enthaltenen Nullen ist niedriger als die durchschnittliche Neigung jeder anderen Linie, die die gleiche LTI-Systemantwort darstellt (z. B. mit einer Null, die außerhalb des Einheitskreises reflektiert wird). Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Windaufschläge im Phasenwinkel nur dann durch die Windabsenkungen im Phasenwinkel aufgehoben werden, wenn sich sowohl die Pole als auch die Nullen auf der gleichen Seite der Einheitskreislinie befinden. Andernfalls wird für jeden Nullpunkt außen ein zusätzlicher Aufwind des zunehmenden Phasenwinkels vorhanden sein, der weitgehend ungehemmt bleibt, wenn der Bezugspunkt um den Einheitskreis von 0 nach PI gewunden wird. (Oder die vertikale Achse im kontinuierlichen Fall). Diese Anordnung, alle Nullen innerhalb des Einheitskreises entspricht somit dem minimalen Anstieg der Gesamtphase, was einer minimalen mittleren Gesamtverzögerung entspricht, die der maximalen Kompaktheit entspricht In der Zeit, für jeden gegebenen (stabilen) Satz von Pole und Nullen mit der exakt gleichen Frequenzgrößenantwort. Also die Beziehung zwischen Minimum und Phase für diese besondere Anordnung von Pole und Nullen. Siehe auch mein altes Wort Bild mit seltsamen Kurbelgriffe in den usenet comp. dsp alten Archiven: groups. googledmsgcomp. dspulAX0Tn65cFgqph7gqd3kJ beantwortet 2. Mai um 5: 42Ich bin neu auf digitalen Filter, hoffentlich kann ich einige intuitive Einblicke hier. Also, hier die Frage: Ein Tiefpassfilter mit 5Hz Grenzfrequenz soll entworfen werden. Die dargestellten Signale haben eine maximale Frequenz von 1 kHz. Daher erfüllt eine 1MHz-Abtastrate die Naquist-Sampling-Theorie für das digitale Filterteil vollständig. Say Ich möchte ein 5Hz-Analog-Tiefpassfilter zu implementieren, muss ich mindestens 0.2s warten, oder sogar 10-mal mehr Zeit, um eine genaue Daten, wegen der Ladezeit der RC-Schaltungen zu bekommen. Sind die Dinge die gleichen für digitale Filter Say Ich möchte ein 10-Tap (Datenlänge) Tiefpassfilter mit Cut-off-Frequenz 5Hz implementieren. Die Abtastrate beträgt 1 MHz. Kann ich eine gültige Daten innerhalb 1 (1MHz10) 10us Zeit Das scheint nicht sehr vernünftig für mich. In dieser Anmeldung sind zwei Filter auszulegen. In beiden Filtern wollen wir nur den DC kennen. Das DC-Signal wird in großen Geräuschen begraben. Eine Grenzfrequenz von 5 Hz wird gewählt, da wir gültige Messwerte bei 5 Hz haben wollen. Und niedrigere Cutoff-Frequenz bedeutet kleinere Geräusche, aber auch längere Zeit benötigt, um eine angemessene Lesung zu erhalten. Ein Filter hat eine Bandbreite von 6 kHz (nicht 1 MHz, was nur ein Beispiel war). Und wir planen, es mit einer Abtastrate von 36 kHz zu überschreiten. Der andere Filter hat eine Bandbreite von 60 Hz, und wir planen, ihn bei 1kHz zu übertakten. Wie aus der Filterbeschreibung hervorgeht, wollen wir möglichst geringe Geräusche. Daher wird erwartet, dass die digitalen Filter scharfe Kante bei 5 Hz haben. Und alle anderen Parameter, wie lineare Phase, kleine Welligkeit. Und etc sind für uns nicht wichtig, da wir uns nur um DC-Messwerte kümmern. Und ich bin ganz durch die enormen Arten von digitalen Filtern verwirrt. Wie wählt man sie aus Say, zwischen FIR und IIR angefragt Es gibt große Flexibilität bei der Gestaltung eines digitalen Filters. Sie können digitale Filter, die sich sehr ähnlich verhalten analoge Filter (wie Andy aka beschrieben). Sie können auch digitale Filter, die schwer zu reproduzieren in analoge wie ein Linearphasenfilter oder ein Half-Band-Filter. Oder nicht-lineare digitale Filter wie Median-Filter, die keine analoge Äquivalenz in LTI-Systemen haben. Für Ihre Anforderungen eines scharfen Tiefpassfilters Id schlagen Sie eine einfache IIR der Form: out (1-a) in einem aus der näheren a ist zu 1 desto niedriger die Cutoff-Frequenz Ihres Filters. Sie können ein Problem mit der Abtastrate 1MHz und 5Hz Cutoff haben, weil: a exp (-2piffs), wobei f die Cutoff-Frequenz und fs die Abtastfrequenz ist. Für Ihr Beispiel: a exp (-2pi51E6) 0.99997 Wenn Sie wirklich eine 1MHz Sample Rate benötigen (da Ihre Daten beispielsweise von einem 1MSPS ADC abgetastet werden müssen), dann ist ein mehrstufiger 3-Stufenfilter besser geeignet. Dazu würden Sie: Durchschnittliche 32 Werte bei 1 MHz und Ausgabe einer Probe von 32 bei 1MHz32 Durchschnittliche 32 Werte bei 1MHz32 und Ausgeben eines Beispiels von 32 bei 1MHz322 (1MHz1024) Implementieren Sie einen LPF wie oben mit einer Abtastrate von 1MHz1024. UPDATE BASIERT AUF NEUE INFO VON OP: Basierend auf Ihrer Information, dass: Sie interessieren sich nur für DC Sie sind nicht sicher über die Cutoff-Frequenz, weil Sie 60Hz und 6kHz Bandbreite erwähnen, sondern auch eine Cutoff-Frequenz von 5Hz Sie benötigen Flexibilität in Sample-Rate Ich denke Ihre beste Wahl ist ein CIC Decimator. Grundsätzlich ist es ein MA (FIR) Digitalfilter, bestehend aus einem Integrator am Eingang getaktet bei der ADC Abtastrate (36kHz gezeigt), ein Differenzierer am Ausgang getaktet bei der Ausgangsleistung. Sie können steuern, wie viel Filter Sie erhalten, indem Sie die Ausgaberate ändern. Zum Beispiel mit einer Eingangsrate von 36kHz und einer Ausgangsfrequenz von 5Hz gibt Ihnen dies einen 360005 7200 Punkt gleitenden Durchschnitt. In Wirklichkeit youd wie die Preise als binäre Verhältnisse zu halten, so M13 gibt 36kHz in 36kHz213 aus und MA Länge ist 2M 8192 Die Gruppenverzögerung wird dies 2 (M-1) Fin oder 113ms für das obige Beispiel. Das ist einer der Nachteile einer solchen einfachen Schaltung, wäre aber kein Problem in einem System, dessen DC-Wert sich langsam ändert. Danke für deine Antwort. Könnte ich ein bisschen auf meine Spezifikationen hinzufügen 1. Eigentlich zwei Filter sind zwei entworfen werden. 2. Das Eingangssignal eines Filters hat eine Bandbreite von 6 kHz. Und die Filter-Cutoff-Frequenz beträgt 5 Hz. Das Eingangssignal des anderen Signals ist 60 Hz und die Grenzfrequenz ist ebenfalls 5 Hz. Daher ist die Flexibilität bei dieser Anwendung nicht sehr wichtig. Ndash richieqianle Es gibt viele Arten von Filtern, und die transiente (Zeit-Bereich) Antwort ist direkt auf die Frequenz-Bereich Antwort. Aber es spielt keine Rolle, ob die Implementierung ist analog oder digital jedem Filter mit einem bestimmten Frequenzgang wird die gleiche transiente Antwort haben. Sie wählen ein Filter-Design auf der Grundlage, welche Aspekte seiner Leistung sind sehr wichtig in Ihrer Anwendung. Einige Architekturen haben insbesondere flache Frequenzbereichs-Durchlassbänder, andere weisen besonders steile Übergangsbänder auf und einige sind speziell für ihre Zeitbereichsantwort optimiert (z. B. kein Klingeln). Sein ein Thema, das wirklich zu breit ist, um hier zu adressieren. Antwort von einem einfachen RC-Tiefpassfilter zu einem Tiefpass-IIR-Filter ist ziemlich einfach: - Dies ist ein 4-Schritt-Demo, dass es keinen grundlegenden Unterschied in der Leistung zwischen einem analogen Filter und Ein digitales IIR-Filter. Betrachtet eure 1MHz Abtastrate und die gewünschte Abschaltung von 5Hz, das macht den Faktor (TCR) sehr, sehr klein. Zum Beispiel wird CR für ein analoges 5Hz LP-Filter sein: - Wenn Sie in einem 1us Zeitschritt Faktor, wird TCR 3,183E-8. Allerdings können Sie Ihre Daten um mindestens 10.000: 1 sinnvoll dezimieren und mit einer Abtastrate arbeiten, die 100Hz beträgt. Das macht die Zahlen natürlich einfacher. Wenn Sie diese Filter kaskadieren möchten, um eine höhere Ordnung zu erhalten, schrieb ich ein Dokument, das Ihnen beim Start helfen könnte. Es ist hier . Beantwortet Apr 30 14 bei 13:38