本文へ移動
サポートシェアリングソリューション
OKWAVE Plus

このQ&Aは役に立ちましたか?

ベストアンサー
※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:デジタルフィルタの数式について)

デジタルフィルタ数式:ローパスフィルタの設計方法とは?

2023/10/13 08:24

このQ&Aのポイント
  • デジタルフィルタを使用してパソコンに収録したデータ配列にローパスフィルタを適用したい場合、どのような数式を使用すればよいのでしょうか?
  • 例えば、1秒間に2000点のサンプリングレートで収録された時間データをバタワース2次相当のローパスフィルタ(カットオフ周波数16Hz)で処理するには、どのような手順を実行すれば良いのでしょうか?
  • デジタルフィルタの数式を用いて、パソコンに収録したデータ配列にローパスフィルタを適用する方法について詳しく教えてください。
※ 以下は、質問の原文です

デジタルフィルタの数式について

2003/07/13 22:10

パソコンに収録したデータ配列に対し、デジタルフィルタを使ってロ-パスフィルタをかけたいのですが、
どのような数式に当てはめれば良いか分かりません。
例えば、
1秒間、サンプリングレート2000点/秒で収録された時間データを、ロ-パスフィルタ(バタワース2次相当、カットオフ周波数16Hz)処理しようとした場合、どのようにすれば良いのですか?教えてください。

質問者が選んだベストアンサー

ベストアンサー
2003/07/15 21:18
回答No.3

こんばんわ。
IIRフィルタの場合、以下のようになります。

2次のローパスフィルタの伝達関数を
H(S) = ω0^2 / (s^2 + (ω0/Q)S + ω0^2)
とすると、双線形変換を行うため
S = 2/T ×(1 - Z^-1) / (1 + Z^-1)
を右辺に代入し、これをH(Z)とします。これを変形し、
H(Z) = (b0 + b1×Z^-1 + b2×Z^-2) / (1 - a1×Z^-1 - a2×Z^-2)
の直接形にして、a1,a2,b0,b1,b2 を計算します。

例として
T = 0.0005 (サンプリング周期)
ω0 = 2π×16
Q = 1/√2
のとき
a1 = 1.92895720726208
a2 = -0.931395617195829
b0 = 0.000609602483436062
b1 = 0.00121920496687212 ( = b0×2 )
b2 = 0.000609602483436062 ( = b0 )
になります。

実際の計算は、Z0,Z1,Z2を変数として
Z0 = InData(i) + a1×Z1 + a2×Z2;
OutData(i) = b0×Z0 + b1×Z1 + b2×Z2;
Z2 = Z1;
Z1 = Z0;
の繰り返しです。

お礼

2003/07/15 23:57

ありがとうございます。
具体例を教えていただくと理解しやすいです。
助かりました。

質問者

このQ&Aは役に立ちましたか?

この質問は投稿から一年以上経過しています。
解決しない場合、新しい質問の投稿をおすすめします。

質問する

その他の回答 (3件中 1~3件目)

2003/07/14 10:56
回答No.2

最近似た処理をしました.
直接解や解説は専門家にお願いするとして私が参考にした書籍を紹介します.FFTの経験があれば短時間で実現可能と思います.

(1)中村尚吾,ビギナーズデジタルフィルタ,東京電機大学出版局,2002年,ISBN4-501-31350-1

(2)三上直樹,インターフェース増刊 TECHI Vol.2「ディジタル信号処理とDSP」,1999年

特に(2)付属のフィルタ係数計算ソフトは便利このうえありません.作者に大変感謝してます.

お礼

2003/07/15 23:55

ありがとうございます。
早速図書館で調べたいと思います。

質問者
2003/07/13 23:14
回答No.1

こんばんは
質問の意図がよく判りませんが
データロガーで記録したデータに対してLPFを掛けたいのでしょうか?

LPFを解説したサイト
http://masamune.miyakyo-u.ac.jp/4MUE/4students/ExpII_LPFHPF.pdf
http://www.miyazaki-gijutsu.jp/series2/noise021.html
http://www.digitalfilter.com/jpfiralz1.html

デジタルフィルタソフト
http://www.vector.co.jp/soft/win95/art/se160553.html
http://www.vector.co.jp/soft/win95/art/se259149.html
http://www.vector.co.jp/soft/win95/business/se283011.html

一般的にはフィルターを通したデータを記録するのですが...
http://www.pluto.dti.ne.jp/~ohisa/index.html
http://digital.ni.com/worldwide/japan.nsf/main?readform

お礼

2003/07/15 23:49

ありがとうございます。
質問としては、パソコンにA/D変換ボードで取り込んだデータに、ハイパスフィルタをかける、というものです。
HP訪問して勉強します。

質問者

お礼をおくりました

さらに、この回答をベストアンサーに選びますか?

ベストアンサーを選ぶと質問が締切られます。
なおベストアンサーを選びなおすことはできません。