Цифровой биквадратный фильтр

| Векторизован |
в палитре на схеме

Блок «Цифровой биквадратный фильтр» представляет собой рекурсивный линейный фильтр второго порядка, содержащий два полюса и два нуля. Осуществляет фильтрацию цифрового сигнала за счет последовательного применения звеньев второго порядка. Позволяет реализовывать произвольные фильтры путем задания вручную коэффициентов передаточной функции для каждой секции фильтра. Каждое звено второго порядка рассчитывается по алгоритму с использованием нормализованной канонической формы:

Разностные уравнения для нормализованной канонической формы:
Матрица размерности [6] – есть матрица секций второго порядка (SOS матрица), где N – количество секций второго порядка в каждом фильтре. Матрица SOS - представление цифрового фильтра секций второго порядка с передаточной функцией H(z):
Каждая строка SOS матрицы содержит коэффициенты числителя и знаменателя (bik and aik) соответствующей секции фильтра:
Каждый из элементов вектора размерности M, где М – количество входных сигналов (линий) содержит информацию о количестве секций второго порядка каждой из SOS матриц для каждой из линий.

Входы

  • DataInput – входной сигнал;
  • Sync – вход для синхроимпульсов;
  • Reset – вход для сигнала сброса.

Выходы

  • DataOut – выходной отфильтрованный сигнал.

Свойства:

  • Секции второго порядка – массивы коэффициентов передаточных функций для всех секций второго порядка.

Параметры

нет

Примечание: На входной порт Sync должны подаваться прямоугольные синхроимпульсы единичной амплитуды. Срабатывание блока происходит по переднему фронту синхроимпульса. При каждом срабатывании блока на выходе формируется сигнал, прошедший через процедуру фильтрации. Фильтрация организована по рекурсивной процедуре.

Пример

Рассмотрим пример использования блока цифровой биквадратной фильтрации, расположенный по адресу %PROGRAMM_DIR%\Demo\Automatic\Обработка сигналов\Цифровой биквадратный фильтр.prt:

Здесь блок цифрового биквадратного фильтра используется в некоторой схеме обработки сигнала. Исходный сигнал представляет собой сумму двух синусоид частотой 1Гц и 4Гц, которая подается на основной вход блока. Блок работает на частоте 10Гц, формируемой с помощью синхроимпульсов соответствующей частоты, подаваемых на вход Sync. В качестве свойств блока, задана SOS-матрица, состоящая из коэффициентов числителя и знаменателя секций фильтров. Блок осуществляет фильтрацию входного сигнала в соответствие с заданной матрицей коэффициентов передаточной функции: