Puede utilizar este objeto de análisis para filtrar señales. Existen filtros de paso bajo, paso alto, pasa banda y elimina banda con distintas características.
El objeto trabaja con filtros Infinite Impulse Response (IIR), que tienen retroalimentación interna (filtros recursivos).
Resultado
Los Coeficientes del filtro calculados o los Polos y ceros pueden emitirse como resultado. El resultado es una lista con los coeficientes del numerador y el denominador o los polos y los ceros. En este caso, no es necesario especificar ningún conjunto de datos de entrada. Alternativamente, el resultado puede ser una señal filtrada con el filtro IIR calculado previamente. Para ello, debe seleccionarse en la pestaña Datos un conjunto de datos que se desea filtrar. A diferencia del resultado Señal filtrada, los datos del resultado Señal filtrada con corrección de fase se filtran dos veces, una hacia delante y otra hacia atrás. Así se evitan los desplazamientos de fase.
Característica del filtro
Existen filtros con las siguientes propiedades:
•Filtro Bessel: Filtro con buen comportamiento de transmisión rectangular y banda de paso plana, pero con pendiente relativamente baja.
•Filtro Butterworth: Filtro con banda de paso plana y alta pendiente del flanco, pero inestable con señales de entrada de pendiente pronunciada.
•Filtro Chebyshev: Aún más pronunciado que el filtro Butterworth, pero con ondulaciones en la banda de paso. Esta ondulación puede reducirse a expensas de la pendiente.
•Filtro Chebyshev inverso (filtro Chebyshev II): Muestra una ondulación uniforme (Ripple) en la banda de rechazo. La atenuación no supera un determinado valor incluso a una distancia elevada de la frecuencia de corte.
•Filtro elíptico (filtro Cauer): el filtro tiene una pendiente aún mayor, con ondulación uniforme en las zonas de paso y de bloqueo y una respuesta de fase no lineal. Esta característica del filtro se utiliza preferentemente como filtro anti-aliasing en aplicaciones CW (Continuous Wave). El filtro se describe mediante una ecuación diferencial elíptica.
Tipo de filtro
Todos los filtros pueden utilizarse como filtros de Paso bajo, Paso alto, Pasa banda y Elimina banda.
Orden
El Orden del filtro determina la pendiente del filtro. Cuanto mayor sea el orden, mayor será también su pendiente. Sin embargo, órdenes elevados del filtro pueden provocar inestabilidad en los filtros IIR. Es posible especificar un orden fijo o estimar el orden. En ese caso, debe especificar las bandas de transición en lugar de las frecuencias de corte.
Frecuencia de corte / transición
Con un orden del filtro fijo, debe especificar una frecuencia de corte para los filtros de paso bajo y paso alto. Para un pasa banda o un elimina banda se necesitan dos frecuencias de corte. Si el orden del filtro es estimado, introduzca los límites inferior y superior para una (paso bajo, paso alto) o dos (pasa banda y elimina banda) bandas de transición.
Si hace clic en la opción Utilizar frecuencias normalizadas, todas las indicaciones de frecuencia se normalizan a la frecuencia de muestreo. En caso contrario, introduzca las frecuencias en la unidad que corresponda al recíproco de la unidad de tiempo de la señal que se va a filtrar. Debido al límite de Nyquist, solo se permiten valores hasta un máximo de 0,5 o hasta la mitad de la frecuencia de muestreo.
Especificación
La Ondulación Ap puede seleccionarse libremente para el filtro Chebyshev, la Atenuación Aa puede especificarse para el filtro Chebyshev inverso y tanto la ondulación como la atenuación se especifican para el filtro elíptico. Como alternativa a la ondulación y la atenuación, se puede especificar el Eerror en la banda de paso δp y el Error en la banda de rechazo δa, si se selecciona el modo Error(delta) en lugar del modo Ondulación/Atenuación.
Respuesta de amplitud, respuesta de fase, retardo de grupo (solo asistente para análisis)
Seleccione estas opciones para visualizar diagramas adicionales. La respuesta de amplitud muestra con qué intensidad se atenúan las frecuencias individuales. La respuesta de fase y el retardo de grupo indican cuánto se retrasan. Si una frecuencia de 100 Hz tiene una fase de -180°, por ejemplo, significa que está retrasada medio período, es decir, 5 ms. El retardo es el mismo para todas las frecuencias si la respuesta de fase es una línea recta descendente. El retardo de grupo es entonces una línea horizontal.
Ejemplo
El siguiente gráfico muestra el diagrama de Bode (magnitud y fase) de algunos filtros de cuarto orden:
El siguiente gráfico muestra una señal wobbel que ha sido filtrada con un filtro pasa banda Butterworth de cuarto orden. En la representación X logarítmica, ambas flancos aparecen igualmente pendiente:
