平滑化用IIRフィルター(ローパスフィルター)


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平滑化にIIRフィルターを使用しています

y[n]=ax[n]+(1−a)y[n−1]

私の質問は、別のIIRフィルターを追加した場合、それはIIRフィルターの2次になりますか?そうでない場合、それを何と呼ぶことができますか?

私の2番目のフィルターは

y2[n]=ay[n]+(1−a)y2[n−1]

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はい、2つのIIRフィルターの組み合わせは2次IIRフィルターと呼ばれます。2つの1次フィルターを組み合わせて2次フィルターを形成するプロセスは、カスケードと呼ばれます。
— Naresh 2013年

@Naresh回答として投稿してください。
— ジム・クレイ

@Naresh回答ありがとうございます。ウィキペディアでは、2次平滑化の方程式が異なるため、混乱しました。ここにリンクがあります:en.wikipedia.org/wiki/Exponential_smoothing
— user4234

回答:


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2つのフィルターを直列カスケードに適用する場合、カスケードの動作は2つの異なる方法で表現できます。時間領域では、システム全体のインパルス応答は、とのインパルス応答を畳み込むことによって計算できます。IIRフィルターの場合、これはやや面倒な場合があります。y[n]y2[n]

周波数ドメインでは、システム全体のドメイン伝達関数は、伝達関数とを乗算することで計算できます。これは通常、フィードバック付きのフィルターの場合、はるかに簡単な方法です。zHy(z)Hy2(z)

あなたのケースでは、2つのフィルタが実際と仮定し(同一の入力/出力関係を有するに入力され、。使用 -transformを、その見つけるのは簡単です。y[n]y2[n]z

Hy(z)=Hy2(z)=Y(z)X(z)=a1−(1−a)z−1

上記の関係を使用して、次のようにカスケード接続された2つのフィルターの伝達関数を計算できます。

H(z)=Hy(z)Hy2(z)=(a1−(1−a)z−1)2

H(z)=a21−2(1−a)z−1+(1−a)2z−2

逆変換を簡単に使用して、2つのカスケードフィルターの差分方程式に戻ることができます。z

yc[n]=a2x[n]−2(1−a)y[n−1]+(1−a)2y[n−2]

検査により、ご想像のとおり、これは2次フィルター()であることがわかります。a≠1 


最初の伝達関数の分母は1-(1-a)z ^ -1(マイナスに注意)である必要があると思います。
— jrast 2014年

あなたが正しい; 修繕。
— Jason R

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はい、2つの1次IIRフィルターの組み合わせを2次IIRフィルターと呼びます。2つの1次フィルターを組み合わせて2次フィルターを形成するプロセスは、カスケードと呼ばれます。


カスケード以外にも(並列セクションのように)あります。
— robert bristow-johnson
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