Tengo una señal fuera de línea de que quiero un filtro de paso alto. ¿Debería usar un filtro de Butterworth, o podría usar el hecho de que toda la señal es conocida y usar un filtro (de pasos) ideal?
Creo que usar un filtro Butterworth de alto grado es prácticamente lo mismo que usar un filtro ideal, y un mayor grado significa un mejor filtro si no hay costos de implementación y procesamiento. Sin embargo, ¿podría el cambio brusco en la respuesta al impulso causar un problema?
La señal es una señal bioeléctrica que es casi periódica, y tengo aproximadamente 100 períodos.
Respuestas:
Para las aplicaciones más prácticas, las respuestas de filtro que se aproximan al comportamiento del filtro ideal de "pared de ladrillos" son excesivas. Sé que es tentador intentar diseñar un filtro realmente nítido cuando tienes todo el tiempo del mundo (es decir, para aplicaciones sin conexión), pero si realmente observas las características de tu problema, lo más probable es que puedas salirte con la tuya. Mucho más razonable.
Otra buena razón para no usar un filtro de pared de ladrillos: su respuesta al impulso es de longitud infinita y tiene la forma de una función . Cuando aplica dicho filtro a su señal, puede notar un timbre de larga duración en la señal a la salida del filtro. Esto viene del hecho de que la función en la respuesta al impulso del filtro es infinitamente larga y no decae muy rápido; Lo más probable es que el efecto resultante no sea deseable. En general, los filtros con respuestas de frecuencia largas no son muy adecuados para el análisis de señales cortas, ya que la salida del filtro está dominada por el comportamiento transitorio del filtro.sinc sinc
Los efectos mencionados no se limitan estrictamente a las respuestas de filtro ideales; Si diseña un filtro con un corte realmente nítido, aún es posible que obtenga artefactos de dominio de tiempo que no desea. Esto tiene sentido intuitivamente, porque puede ver la respuesta de frecuencia del filtro "no del todo ideal" como la respuesta del filtro ideal convolucionado con un lóbulo principal estrecho que difumina un poco la respuesta. La convolución del dominio de frecuencia es equivalente a la ventana en el dominio del tiempo; Si observa la respuesta al impulso de un filtro muy agudo que ha diseñado, es probable que se parezca mucho a una función con una ventana aplicada para reducir la respuesta al impulso a una velocidad más rápida que la .sinc sinc
Doy el mismo consejo que con la mayoría de los problemas de diseño de filtros: realmente debería tratar de abordar el problema de la manera más cuantitativa posible. Usar la intuición en lo que podría parecer un buen enfoque a menudo puede conducirlo por el camino equivocado. En cambio, piense en lo siguiente:
¿Dónde está mi señal de interés en el espectro?
¿Qué señales no deseadas hay en el espectro? ¿Dónde están?
¿Qué tan grandes son las señales no deseadas en relación con la señal de interés? Para lograr mi objetivo final, ¿cuánto se debe suprimir?
¿Cuánta distorsión puedo tolerar en mi señal de interés (tanto en amplitud como en fase)?
¿Qué limitaciones computacionales tengo?
Las primeras cuatro preguntas le darán especificaciones de rendimiento de filtro que puede usar con cualquier número de métodos de diseño para llegar a los filtros que lograrán sus objetivos. La última pregunta también es importante, y puede usarse para elegir entre diferentes topologías de filtro (es decir, FIR versus IIR) para encontrar una que sea implementable para su aplicación.
fuente
¿Has intentado implementar un filtro de pasos?
Tales filtros ideales, incluso en el dominio digital, se romperán. Considere que una respuesta escalonada 'ideal' en el dominio de la frecuencia requería una matriz de tamaño infinito para representarla adecuadamente en el dominio del tiempo.
Entonces, realizar una transformación de señal al dominio de frecuencia, realizar un filtro 'perfecto' y luego volver al dominio del tiempo le dará algunos resultados erróneos.
Consulte el capítulo de la Guía de DSP en el Filtro de sincronización de ventanas y obtendrá una buena comprensión de este fenómeno
fuente