数字低通滤波器的原理及实现

article/2025/9/14 0:02:52
首先说一下,数字滤波器是怎么实现的
1.首先根据电路建立低通滤波器时域系统微分方程,得出低通滤波器t域模型
2.其次将对时域微分方程进行拉式变换,得出低通滤波器的s域模型

3.将模拟滤波器转换为数字滤波器,对连续系统进行离散化,对s域进行z变换,得出z域模型,常用的离散化方法有零阶保持、双线性变换等

4.手动将z域传函转换成差分方程,根据差分方程编写滤波代码


下面以一节惯性环节做低通滤波器为例

惯性环节:由于存在惯性元件,比如电容,输出不能立刻同步复现输入的信号,可以通过阶跃响应输入看出


惯性环节t域方程

惯性环节s域传函,其中T为惯性时间常数,即2*pi*f,f为转折频率;K为惯性增益,这里令K为1


举例:令T=2*pi*f=2*3.14*10=62.8,即取滤波器转折频率为10HZ

1.用matlab将滤波器s域传函离散化到z域传函



2.z域传函转换成差分方程

对ZH处理一下,变成

ZH=Y(z)/U(z)=0.0346+0.0346*z^(-1)/1-0.9391*z^(-1)

交叉相乘,变成

Y(z)-0.9391*z^(-1)*Y(z)=0.0346*U(z)+0.0346*z^(-1)*U(z)

Y(z)=0.9391*z^(-1)*Y(z)+0.0346*U(z)+0.0346*z^(-1)*U(z)

写出差分方程如下

Y(k)=0.9391*Y(k-1)+0.0346*U(k)+0.0346*U(k-1)


3.将差分方程转换到代码中

在代码中,将k换成t,表示当前时刻,t-1表示前一时刻,U(t)表示输入信号,Y(t)表示滤波输出信号

Y(t)=0.9391*Y(t-1)+0.0346*U(t)+0.0346*U(t-1)


下面是此滤波器波特图含义,10hz处,衰减-3db,此滤波器设计完成



http://chatgpt.dhexx.cn/article/9Qfj9s1y.shtml

相关文章

简单易理解的RC滤波器(含电路仿真)

滤波器 滤波器是对波进行过滤的器件,是一种让某一频带内信号通过,同时又阻止这一频带外信号通过的电路。 滤波器主要有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器三种,按照电路工作原理又可分为无源和有源滤波器两大类。本文主要对低通、高通还有带…

一文读懂:常见低通、高通、带通三种滤波器的工作原理

滤波器 滤波器是对波进行过滤的器件,是一种让某一频带内信号通过,同时又阻止这一频带外信号通过的电路。 滤波器主要有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器三种,按照电路工作原理又可分为无源和有源滤波器两大类。今天,小编主要…

利用Excel对数据进行标准化处理

采用的公式为x(x-min)/(Max-min),这样标准化后的数据最大值为1,最小值为0。

数据分析-数据规范化的一些方法

数据规范化的几种方法 1. Min-Max规范化 from sklearn import preprocessing import numpy as np #初始化数据,每一行表示一个样本,每一列表示为一个特征 x np.array([[0.,-3.,1.],[3.,1.,2.],[0.,1.,-1.] ]) #将数据进行[0,1]规范化 min_max_scaler …

数据预处理(四)——数据标准化

主要内容: 数据预处理的必要性 数据清洗 数据集成 数据标准化 数据规约 数据变换与离散化 利用sklearn进行数据预处理 小结 四、数据标准化 不同特征之间往往具有不同的量纲,由此造成数值间的差异很大。因此为了消除特征之间量纲和取值范围的差异可能会造…

数据的标准化处理——基于python

数据的标准化处理——基于R 归一化(normalization)python实现 标准化python实现 之前写过用R来进行标准化: 数据的标准化处理——基于R 归一化(normalization) 将数据缩放到[0,1]的(min—max Normalizati…

数据标准化实施

1.数据标准分类及制定 (1)数据标准的概念 数据标准:数据是企业资产。识别和定义业务数据,对关键数据制定并发布企业范围内的数据定义和标准。每一数据都有唯一指派的拥有者,负责定义数据的使用规则和保护规则。 根据…

python数据预处理 :数据标准化

何为标准化: 在数据分析之前,我们通常需要先将数据标准化(normalization),利用标准化后的数据进行数据分析。数据标准化也就是统计数据的指数化。数据标准化处理主要包括数据同趋化处理和无量纲化处理两个方面。数据同…

数据处理标准化方法

归一化(Normalization) 1.把数据变为(0,1)之间的小数。主要是为了方便数据处理,因为将数据映射到0~1范围之内,可以使处理过程更加便捷、快速。 2.把有量纲表达式变换为无量纲表达式&…

6 EXCEl格式标准化规范化

1 数值文本转数值 2 查找替换 使用SUBSTITUTE(B10,".","/") 3日期格式规范化 TEXT(F3,"##-##-00") 1数据-分列 最后选择日期 2TEXT(J3,"##-##-00") 4 格式刷

数据的标准化

数据的标准化 数据的标准化(normalization)是将数据按比例缩放,使之落入一个小的特定区间。在某些比较和评价的指标处理中经常会用到,去除数据的单位限制,将其转化为无量纲的纯数值,便于不同单位或量级的指…

数据标准化处理

一、为什么进行标准化处理 在多指标评价体系中,由于各评价指标的性质不同,通常具有不同的量纲和数量级。当各指标间的水平相差很大时,如果直接用原始指标值进行分析,就会突出数值较高的指标在综合分析中的作用,相对削…

excel数据标准化

##加载程序包 from openpyxl import load_workbook #利用openpyxl程序包向指定excel单元格写入值 from sklearn.preprocessing import StandardScaler #利用StandardScaler数据标准化处理 import pandas as pd #利用pandas加载excel,得到dataframe结构 dataset pd.…

vue导出excel并修改表头样式

vue导出excel并修改样式 本文参考CSDN蓝色的落叶(侵删) DEMO下载 安装插件 npm install --save xlsx(修改样式需要下载npm install --save xlsx-style) npm install -S file-saver npm install -D script-loader 安装npm install --save xlsx-style会出…

vue 实现Excel 导出

前言 数据表格的导出,是实际开发的常见功能,前后端都可以实现表格导出,讲解自己在用的一种。 获取数据源,可以通过后端接口实现,也可以利用分页查询的表格接口来实现。 处理数据,对excel表格的表头&#…

vue导出excel并修改样式

1.首先安装以下三个安装包 npm install --save xlsx(修改样式需要下载npm install --save xlsx-style)npm install -S file-savernpm install -D script-loader 注意:如果安装了npm install --save xlsx-style 会报错:This relative module was not fo…

springboot vue导出excel 使用easypoi

springboot vue导出excel 处理后端返回的文件流&#xff0c;下载成excl文件 vue <el-button class"el-icon-download" type"success" click"exportExcel()">导出</el-button>没封装axios exportExcel() {axios({url: 请求地址, …

Vue导出Excel表格信息

一、安装两个依赖包 npm install -S file-saver xlsxnpm install -D script-loader二、项目中新建一个文件夹 里面放置两个文件Blob.js和 Export2Excel.js。 同时注意Export2Excel里引用Blob的路径是否正确。 三、使用案例 3.1、使用注意事项 表头对应的键要和传过来的数据…

vue导出excel表

方法一&#xff1a;vue2.0 element UI 中 el-table 数据导出Excel 。https://blog.csdn.net/u010427666/article/details/79208145 方法二&#xff1a; 1.安装2个依赖包&#xff08;其实是3个&#xff09; npm install -S file-saver xlsxnpm install -D script-loader 2.在…

Vue导出Excel的实现方法与原理

摘要&#xff1a;本文将详细介绍前端Vue中导出Excel的方法&#xff0c;包括使用第三方库和纯前端实现两种方式。同时解释其原理&#xff0c;帮助读者了解如何在Vue项目中高效地导出Excel文件。 第三方库&#xff1a;exceljs exceljs是一款功能强大的JavaScript库&#xff0c;它…