Как отфильтровать сигнал?

07.10.2020

Добрый вечер!

Не знаю как правильно отфильтровать сигнал. Имеется запись спектра сигнала в полосе 500 КГц. Сам спектр состоит из 820 комплексных отсчетов (каждый отсчет соответсвует 610 Гц). Пытаюсь данную запись отфильтровать с помощью ФНЧ Баттерворта. Но возникла проблема, что фильтр не отрезал верхную часть частот.

Код программы:

ima_faila='D:\3500000\sap-data-aps-00 '
ima_faila=strcat(ima_faila,'.dat')
fileID = fopen(ima_faila,'r');
a=fread(fileID,131200,'float');
for k=1:80
%1 канал
Rekanal1=a((2*k-1):160:end);
Imkanal1=a((2*k):160:end);
z(:,k)=complex(Rekanal1,Imkanal1);
end
%спектры
f=1500000:610:2000000;
%спектр на 1 АЭ
y1=(z(:,1));%спектр
figure(1)
plot(f,abs(y1))
grid on

y1=ifft(y1);
% Фильтрация
order = 5;
fcutlow = 400000;
[b1, a1] = butter(order, fcutlow/(610*812), 'low');
yvih = filter(b1, a1, y1);
yvih=fft(yvih);
figure(7)
plot(f,abs(yvih))
grid on

Лучший ответ

aBoomest+942.89

7.10.2020 12:00

1. Вы постройте ваш спектр, а сверху на нем постройте ваш фильтр и сразу станет ясно, что как и почему отфильтровало или нет.
2. Проще спектр сигнала с АФЧХ фильтра перемножить, чем туда суда фурье гонять. В вашей задаче может и не критично, но . . .
3. Частота среза, написано, 0,4 МГц. А ваш спектр 1,5 - 2 МГц. Т.е. вобще за пределами полосы фильтра.
4. Как известно дискретная математика дает повторяющиеся частотные функции относительно частоты дискретизации. Т.о. ваш фильтр как раз и вырезал очередной повторяющийся кусок. Так что все закономерно.

5. К тому же, 0,4 МГц - это 80% от частоты дискретизации. Т.е 20% полосы на переходный участок АФЧХ и участок с подавлением. Сомнительно, что 5й порядок такое осилит. Но тут надо смотреть конкретно какие требования у вас.
6.

фильтр не отрезал верхную часть частот

Что хотите отрезать?

например так

Ответы

aBoomest+942.89

7.10.2020 15:21

1. Вы постройте ваш спектр, а сверху на нем постройте ваш фильтр и сразу станет ясно, что как и почему отфильтровало или нет.
2. Проще спектр сигнала с АФЧХ фильтра перемножить, чем туда суда фурье гонять. В вашей задаче может и не критично, но . . .
3. Частота среза, написано, 0,4 МГц. А ваш спектр 1,5 - 2 МГц. Т.е. вобще за пределами полосы фильтра.
4. Как известно дискретная математика дает повторяющиеся частотные функции относительно частоты дискретизации. Т.о. ваш фильтр как раз и вырезал очередной повторяющийся кусок. Так что все закономерно.

5. К тому же, 0,4 МГц - это 80% от частоты дискретизации. Т.е 20% полосы на переходный участок АФЧХ и участок с подавлением. Сомнительно, что 5й порядок такое осилит. Но тут надо смотреть конкретно какие требования у вас.
6.

фильтр не отрезал верхную часть частот

Что хотите отрезать?

например так
- Grisha20180.00
  
  8.10.2020 06:29
  
  Хотелось бы отрезать часть спектра после 1,75 МГц.
  
  Полоса спектра 500 КГц, сооветсвенно сигнал лежит в полосе от 1,5 МГц до 2 МГц. В строчке [b1, a1] = butter(order, fcutlow/(610*812), 'low'); как раз таки формируется фильтр , где частота среза 0.4 МГц, а по сути частота среза должна быть на 1,75 МГц.
  Но тогда если изменить код, получается такие же картинки
  
  order = 5;
  fcutlow = 1.75e6;
  [b1, a1] = butter(order, fcutlow/(2000000), 'low');
  - aBoomest+942.89
    
    8.10.2020 06:41
    Для приведенного фильтра так и есть. См.выше. Картинку заменил.
```
order = 5;
Fs = 4e6;
fchF1 = (0:10e3:Fs/2);
Srez = 1.75e6/(Fs/2);
[b1, a1] = butter(order, Srez, 'low');
[fchH1, fchF1] = freqz(b1,a1,fchF1,Fs);
```
    Вам надо было использовать к примеру filter design toolbox, было бы все нагляднее.
    - Grisha20180.00
      
      8.10.2020 06:44
      
      Такая АЧХ фильтра, которая на картинке нужна как раз таки, как вы ее добились?
      
      Потому что если использовать мой код, как раз таки АЧХ фильтра похоже на рисунок в 4 пункте.
      - aBoomest+942.89
        
        8.10.2020 06:55
        
        Не успел дописать. См.выше.
        
        Grisha20180.00
        
        8.10.2020 07:18
        
        К сожалению, все также получается, попробывал сконструировать через filter designer и пропустить сигнал, также в верхние частоты не обрезаются. Фильтр как то зеркально отрезает частоты.
        Я попробывал еще ФВЧ использовать, вот такие картинки получились
        
        aBoomest+942.89
        
        8.10.2020 07:40
        
        Быть не может такого )
        
        Сигналы выложите. Вечером гляну.
        
        Grisha20180.00
        
        8.10.2020 07:47
        
        В этом файле хранятся данные спектра сигнала. Спасибо
        
        aBoomest+942.89
        
        8.10.2020 12:39
        
        Вход/Выход
        
        Grisha20180.00
        
        8.10.2020 12:49
        
        Спасибо Большое,как понимаю моя проблема была в том, что я не добавил нули в спектре?
        
        aBoomest+942.89
        
        8.10.2020 14:32
        
        Не знаю, вы не рассказывали)))
        Если все остальное что вы делали, аналогично, то наверно да.
        
        Grisha20180.00
        
        8.10.2020 14:34
        
        Остальное все аналогично. Спасибо еще раз за помощь!