Simulation Of An M Point Moving Average Filter

Filtro médio móvel (filtro MA) Carregando. O filtro de média móvel é um filtro simples de passagem baixa FIR (Finite Impulse Response) comumente usado para suavizar uma série de datasigns amostrados. É preciso M amostras de entrada de cada vez e leva a média dessas M-amostras e produz um único ponto de saída. É uma estrutura simples de LPF (Low Pass Filter) que é útil para cientistas e engenheiros para filtrar o componente ruidoso indesejado dos dados pretendidos. À medida que o comprimento do filtro aumenta (o parâmetro M), a suavidade da saída aumenta, enquanto as transições acentuadas nos dados são tornadas cada vez mais contundentes. Isso implica que este filtro possui uma excelente resposta ao domínio do tempo, mas uma resposta de freqüência fraca. O filtro MA executa três funções importantes: 1) Demora os pontos de entrada M, calcula a média desses pontos M e produz um único ponto de saída 2) Devido aos cálculos de computação envolvidos. O filtro introduz uma quantidade definida de atraso 3) O filtro atua como um filtro de passagem baixa (com resposta de domínio de freqüência fraca e uma resposta de domínio de tempo bom). Código Matlab: o código Matlab seguinte simula a resposta do domínio do tempo de um filtro M-point Moving Average e também traça a resposta de freqüência para vários comprimentos de filtro. Resposta de Domínio de Tempo: no primeiro gráfico, temos a entrada que está entrando no filtro de média móvel. A entrada é ruidosa e nosso objetivo é reduzir o ruído. A próxima figura é a resposta de saída de um filtro de média móvel de 3 pontos. Pode deduzir-se da figura que o filtro de média móvel de 3 pontos não fez muito na filtragem do ruído. Aumentamos os toques de filtro para 51 pontos e podemos ver que o ruído na saída reduziu muito, o que é retratado na próxima figura. Aumentamos as torneiras até 101 e 501 e podemos observar que mesmo - embora o ruído seja quase zero, as transições são desviadas drasticamente (observe a inclinação de cada lado do sinal e compare-os com a transição ideal da parede de tijolos em Nossa contribuição). Resposta de frequência: a partir da resposta de freqüência, pode-se afirmar que o roll-off é muito lento ea atenuação da faixa de parada não é boa. Dada esta atenuação da faixa de parada, claramente, o filtro de média móvel não pode separar uma faixa de freqüências de outra. Como sabemos que um bom desempenho no domínio do tempo resulta em desempenho fraco no domínio da freqüência e vice-versa. Em suma, a média móvel é um filtro de suavização excepcionalmente bom (a ação no domínio do tempo), mas um filtro de passagem baixa excepcionalmente ruim (a ação no domínio da freqüência) Links externos: livros recomendados: a barra lateral primáriaThesystemofeq 213 é conhecida como uma média móvel - pentrosmoothingFIRplusmnlter. ThesystemofEq. (2.13) é conhecido como um padrão de média móvel. Ilustramos seu uso em componentes de alta freqüência de um sinal composto por uma soma de vários sinais sinusoidais. Esta pré-visualização tem seções intencionalmente desfocadas. Inscreva-se para ver a versão completa. 20 Capítulo 2 bull Discrete-Time Systems no Time Domain Program P21 Simulação de um M-point Moving Average Filter Gerar o sinal de entrada n 0: 100 s1 cos (2pi0.05n) Um sinusoide de baixa freqüência s2 cos (2pi0.47n) A Sinusoide de alta freqüência x s1s2 Implementação do filtro de média móvel M entrada (rsquoDireto desejado do filtro rsquo) num (filtro 1, M) y (num, 1, x) M Exibir os sinais de entrada e saída subtrama clf (2,2 , 1) eixo do enredo (n, s1) (0, 100, -2, 2) xlabel (rsquoTime index nrsquo) ylabel (rsquoAmplitudersquo) título (rsquoSignal 1rsquo) subtrama (2,2,2) eixo da trama (n, s2) (0, 100, -2, 2) xlabel (rsquoTime index nrsquo) ylabel (rsquoAmplitudersquo) título (rsquoSignal 2rsquo) subtrama (2,2,3) eixo do gráfico (n, x) (0, 100, -2, 2) Xlabel (rsquoTime index nrsquo) ylabel (rsquoAmplitudersquo) título (rsquoInput Signalrsquo) subtrama (2,2,4) diagrama (n, y) eixo (0, 100, -2, 2) xlabel (rsquoTime index nrsquo) ylabel (rsquoAmplitudersquo) Título (rsquoOutput Signalrsquo) eixo Perguntas: Q2.1 Execute o programa acima M para M2 para gerar o sinal de saída com xn s1n s2n como entrada. Qual componente da entrada xn é suprimido pelo sistema de tempo discreto simulado por este programa Q2.2 Se o sistema LTI for alterado de yn 0,5 (xn xn - 1) para yn 0,5 (xn - xn - 1). Qual seria seu efeito na entrada xn s1n s2n. Q2.3 Run Program P2 1 para outros valores do comprimento de Flter M. e vários valores das frequências dos sinais sinusoidais s1n e s2n. Comente seus resultados. 2.4 Simulação de sistemas de tempo discreto 21 Q2.4 Modifique o programa P2 1 para usar um sinal sinusoidal de freqüência varrida de comprimento 101, uma freqüência mínima 0. e uma freqüência máxima de 0,5 como sinal de entrada (ver Programa P1 7) e calcular o sinal de saída. Você pode explicar os resultados das Perguntas Q2.1 e Q2.2 da resposta deste sistema ao sinal de freqüência varrida. Projeto 2.2 Um Sistema de Tempo Discreto Simétrico Simples (Opcional) Seja e seja um sinal gerado aplicando as seguintes operações não-lineares em um sinal x n. Ynxn 2 menos xn menos 1 xn 1. (2.14) Neste projeto, você gerará a saída yn do sistema acima para diferentes tipos de entrada xn usando o Programa P2 2. O seguinte programa MATLAB pode ser usado para gerar um sinal de entrada xn Composto de uma soma de duas sequências sinusoidais e simula o sistema LTI da Eq. (2.12) para gerar y n. Programa P22 Gerar um sinal de entrada sinusoidal clf n 0: 200 x cos (2pi0.05n) Calcular o sinal de saída x1 x 0 0 x1n xn1 x2 0 x 0 x2n xn x3 0 0 x x3n xn-1 y x2.x2 - x1. X3 yy (2: 202) Traçar os subprogramas de sinais de entrada e saída (2,1,1) trama (n, x) xlabel (rsquoTime index nrsquo) ylabel (rsquoAmplitudersquo) título (rsquoInput Signalrsquo) subtração (2,1,2) Título (n, y) xlabel (rsquoTime index nrsquo) ylabel (rsquoAmplitudersquo) título (rsquoOutput signalrsquo) Perguntas: Q2.5 Use sinais sinusoidais com diferentes freqüências como sinais de entrada e computa o sinal de saída para cada entrada. Como os sinais de saída dependem das freqüências do sinal de entrada Você pode verificar sua observação matematicamente. Esta prévia tem seções intencionalmente desfocadas. Inscreva-se para ver a versão completa.