截止频率随时间变化的低通滤波器

信息处理 低通滤波器
2022-02-04 12:36:12

是否有一种新颖的方法可以创建一个截止频率随时间变化的低通滤波器(有限脉冲响应滤波器)?

例如,我有一个以 44.1 kHz 采样的 10 秒长的白噪声。我想创建一个截止频率随时间变化的低通滤波器。在时间 0,我的截止频率为 100 Hz,并在 10 秒时线性下降至 1 Hz。

1个回答

我不会称这部小说为小说,但是...我将举例说明如何对具有特定离散化的特定过滤器执行此操作。

一阶巴特沃斯低通滤波器由下式给出:

H(s)=Y(s)X(s)=ωcs+ωc

其中是滤波器的截止频率。ωc

后向差异(又名后向欧拉)近似由下式给出:

s1z1Ts

其中是采样时间。通过代入,离散传递函数变为:Ts

H(z)=Y(z)X(z)ωc1z1Ts+ωc=ωcTs1+ωcTs111+ωcTsz1

,则:a=ωcTs1+ωcTs

H(z)=a1(1a)z1

因此差分方程为: y[n]=ax[n]+(1a)y[n1]

当我可以使用上面的公式并尝试猜测 a 的一些值时,还要经历繁琐的过程来获取 a 的好吧,现在如果您想实时更改截止频率 ,您只需在每次计算信号时当然,这假设您有一个恒定的采样周期。aaωca

请注意,此滤波器是 IIR 滤波器,而不是您要求的 FIR,但逻辑基本相同:只要您知道系数与截止频率的关系,那么您只需每次重新计算它们即可想要不同的截止频率。没有什么能阻止您针对不同的离散化方法、不同类型的过滤器等重复相同的步骤......

您甚至可能希望纯粹在离散时间域中工作,但相关部分始终知道您的系数与截止频率的关系。