Русская Википедия:Фазовый фильтр

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Фазовый фильтрэлектронный или любой другой фильтр, пропускающий все частоты сигнала с равным усилением, однако изменяющий фазу сигнала. Происходит это при изменении задержки пропускания по частотам. Обычно такой фильтр описывается одним параметром — частотой, на которой фазовый сдвиг достигает 90°. Идеальным фазовым фильтром, который сдвигает все частотные составляющие на 90°, является фильтр Гильберта (ядро свёртки представляет собой функцию h(t) = 1/(πt)).

Обычно используются для компенсации других нежелательных фазовых искажений, возникающих в системе.

Цифровая реализация

Ниже приведена цифровая реализация фазового фильтра с комплексным полюсом <math>z_0</math>. Передаточная функция такого фильтра:

<math>H(z) = \frac{z^{-1}-z_0^*}{1-z_0z^{-1}} \ </math>

имеет нуль <math>1/z_0^*</math>, где <math>^*</math> означает комплексное сопряжение. Полюс и нуль передаточной функции имеют одинаковые амплитуды, но обратные фазы, то есть являются "отражениями" друг друга в комплексной плоскости.

Для реализации фазового фильтра с вещественными коэффициентами передаточной функции, фазовый фильтр можно включать в каскад с таким же фильтром, в передаточной функции которого <math>z_0^*</math> заменено на <math>z_0</math>:

<math>H(z)

= \frac{z^{-1}-z_0^*}{1-z_0z^{-1}} \times \frac{z^{-1}-z_0}{1-z_0^*z^{-1}} = \frac {z^{-2}-2\Re(z_0)z^{-1}+\left|{z_0}\right|^2} {1-2\Re(z_0)z^{-1}+\left|z_0\right|^2z^{-2}}, \ </math> что соответствует следующему разностному уравнению

<math>

y[k] - 2\Re(z_0) y[k-1] + \left|z_0\right|^2 y[k-2] = x[k-2] - 2\Re(z_0) x[k-1] + \left|z_0\right|^2 x[k],</math> где <math>y[k]</math> - выход, а <math>x[k]</math> - вход фильтра в <math>k</math>-ый отсчёт времени.

Подобные фильтры можно включать в каскад с неустойчивыми фильтрами для того, чтобы получить устойчивый или минимально-фазовый фильтр не меняя амплитудную характеристику системы.

См. также

Ссылки