Moving Average Filter Group Delay

Moving Average Filter (MA Filter) Wird geladen. Der gleitende Mittelwertfilter ist ein einfaches Tiefpassfilter (Finite Impulse Response), das üblicherweise zum Glätten eines Arrays von abgetastetem Datensignal verwendet wird. Es benötigt M Abtastwerte von Eingang zu einem Zeitpunkt und nimmt den Durchschnitt dieser M-Abtastungen und erzeugt einen einzigen Ausgangspunkt. Es ist eine sehr einfache LPF (Low Pass Filter) Struktur, die praktisch für Wissenschaftler und Ingenieure, um unerwünschte laute Komponente aus den beabsichtigten Daten zu filtern kommt. Mit zunehmender Filterlänge (Parameter M) nimmt die Glätte des Ausgangs zu, während die scharfen Übergänge in den Daten zunehmend stumpf werden. Dies impliziert, dass dieses Filter eine ausgezeichnete Zeitbereichsantwort, aber einen schlechten Frequenzgang aufweist. Der MA-Filter erfüllt drei wichtige Funktionen: 1) Es benötigt M Eingangspunkte, berechnet den Mittelwert dieser M-Punkte und erzeugt einen einzelnen Ausgangspunkt 2) Aufgrund der Berechnungen. Führt das Filter eine bestimmte Verzögerung ein 3) Das Filter wirkt als ein Tiefpaßfilter (mit einer schlechten Frequenzbereichsantwort und einer guten Zeitbereichsantwort). Matlab-Code: Der folgende Matlab-Code simuliert die Zeitbereichsantwort eines M-Point Moving Average Filters und zeigt auch den Frequenzgang für verschiedene Filterlängen. Time Domain Response: Auf dem ersten Plot haben wir die Eingabe, die in den gleitenden Durchschnitt Filter geht. Der Eingang ist laut und unser Ziel ist es, den Lärm zu reduzieren. Die nächste Abbildung ist die Ausgangsantwort eines 3-Punkt Moving Average Filters. Es kann aus der Figur abgeleitet werden, daß der 3-Punkt-Moving-Average-Filter nicht viel getan hat, um das Rauschen herauszufiltern. Wir erhöhen die Filterabgriffe auf 51 Punkte und wir können sehen, dass sich das Rauschen im Ausgang stark reduziert hat, was in der nächsten Abbildung dargestellt ist. Wir erhöhen die Anzapfungen weiter auf 101 und 501, und wir können beobachten, dass auch wenn das Rauschen fast Null ist, die Übergänge drastisch abgebaut werden (beobachten Sie die Steilheit auf beiden Seiten des Signals und vergleichen Sie sie mit dem idealen Ziegelwandübergang Unser Eingang). Frequenzgang: Aus dem Frequenzgang kann behauptet werden, dass der Roll-off sehr langsam ist und die Stopbanddämpfung nicht gut ist. Bei dieser Stoppbanddämpfung kann klar sein, dass der gleitende Durchschnittsfilter kein Frequenzband von einem anderen trennen kann. Wie wir wissen, führt eine gute Leistung im Zeitbereich zu einer schlechten Leistung im Frequenzbereich und umgekehrt. Kurz gesagt, ist der gleitende Durchschnitt ein außergewöhnlich guter Glättungsfilter (die Aktion im Zeitbereich), aber ein außergewöhnlich schlechtes Tiefpassfilter (die Aktion im Frequenzbereich) Externe Links: Empfohlene Bücher: Primäre SidebarGroup-Verzögerung Siehe Grafik Bei einer Gruppenlaufzeitmessung wird die lineare Phasenverschiebungskomponente auf einen konstanten Wert (der die mittlere Verzögerung darstellt) umgewandelt. Die Phasenverschiebungskomponente höherer Ordnung wird in Abweichungen von konstanter Gruppenverzögerung (oder Gruppenverzögerungswelligkeit) umgewandelt. Die Abweichungen in der Gruppenverzögerung verursachen eine Signalverzerrung, ebenso wie Abweichungen von der linearen Phase eine Verzerrung verursachen. Die Messkurve stellt die Zeitspanne dar, die benötigt wird, damit jede Frequenz durch das zu prüfende Gerät läuft. Für die Diskussion, wie der Analysator die Gruppenverzögerung berechnet, wird auf die folgende Gleichung verwiesen: Phasendaten werden verwendet, um die Phasenänderung (-d f) zu finden.160 Eine spezifizierte Frequenzblende wird verwendet, um die Frequenzänderung 160160 (dw) zu finden. Unter Verwendung der beiden obigen Werte wird eine Approximation für die Änderungsrate der Phase mit der Frequenz berechnet. Diese 160160-Animation repräsentiert die Gruppenverzögerung in Sekunden (unter der Annahme einer linearen Phasenänderung über die spezifizierte Frequenzblende). Gruppenverzögerung gegenüber Abweichung von der linearen Phase Die Gruppenverzögerung ist oft eine genauere Anzeige der Phasenverzerrung als Abweichung von der linearen Phase. Abweichung von linearen Phaseneffekten sind im oberen Bereich der folgenden Grafik dargestellt: Gerät 1 und Gerät 2 haben den gleichen Wert, trotz unterschiedlicher Erscheinungen. Gruppenverzögerungsergebnisse werden im unteren Bereich angezeigt: Gerät 1 und Gerät 2 haben unterschiedliche Werte der Gruppenverzögerung. Dies liegt daran, dass bei der Bestimmung der Gruppenverzögerung der Analysator die Steigung der Phasenwelligkeit berechnet, die von der Anzahl der Wellenlängen abhängt, die pro Frequenzeinheit auftreten. Was ist Blende Bei einer Gruppenlaufzeitmessung misst der Analysator die Phase an zwei eng beabstandeten Frequenzen und berechnet dann die Phasensteigung. Das Frequenzintervall (Frequenz delta) zwischen den beiden Phasenmesspunkten wird als Blende bezeichnet. Das Ändern der Blende kann zu unterschiedlichen Werten der Gruppenverzögerung führen. Die berechnete Steigung (Delta-Phase) variiert mit zunehmender Blende. Aus diesem Grund müssen Sie beim Vergleichen der Gruppenverzögerungsdaten die Apertur kennen, mit der die Messungen durchgeführt wurden. Siehe folgende Grafik für die folgende Diskussion: