我有离散的时间序列,其中包含随时间平滑变化的频率的信号(称为“扫描”)。如何设计一个有限长度的离散滤波器(在我的情况下为低通或带通),其截止频率随时间线性变化且截止斜率恒定?采样的地震源"trace"-地震振动器,它将缓慢变化的频率的振动向下传播到地球。频率随时间(扫描)的依赖性是已知的(使其为线性,$ f(t)= f_1 *(1-t)+ f_2 * t)$,但是存在一个问题,即可能还有另一个振动器可以独立运行,其任务是跟踪此振动器的轨迹,避免来自其他振动器的有害信号。

评论

您是否需要时变滤波器?为什么?打算如何处理此类过滤器的输出?如果您提供了有关要实现的目标的更多信息,而不仅仅是对您认为满足要求的过滤器提出了要求,那么这里的人们可能会提出比您在“询问”中寻求的过滤器更可实现的建议。

除了以上Dilip所说的以外,信号成分是什么?正弦波?还是载频随时间变化的调制信号?

我在原始问题中添加了一些信息

您想从该过滤器中脱颖而出吗?在不同的延迟下不会有多个回声吗?

@endolith:我想从当前振子的迹线中删除相邻振子的信号。您是什么意思?地下层的反射确实存在,但这不是目前的问题(因为它是振动采集的目标)。我只想确保由于当前的振动器在ti时刻发出频率fi(ti),因此在时间ti上在已记录的迹线上不会有高于fi(ti)的频率。这就是为什么我要设计一个边缘fi不断变化的低通滤波器。

#1 楼

一种方法是尝试从观察到的数据中消除频率线性调频,从而将所有回波转换为近似基带。通过将观测值转换为解析信号,然后乘以瞬时频率等于线性调频曲线$ -1 $的复指数(同时保持其相位连续),我发现这是最简单的。在对接收到的数据进行去毛刺之后,您可以应用低通滤波器来抑制频率不与线性调频配置文件重叠的任何其他源。如果您的后续分析方法需要查看频率斜率,则可以通过乘以另一个复指数来再次应用线性调频。

低通滤波器的通带宽度定义了被拒绝的发射音的紧密程度其他频率成分。还需要选择通带的宽度,同时考虑发射信号的预期双向传播时间。在时间$ t $处,假设低频到高频high,您可能正在传输频率$ f_t = f_c + \ Delta f $,而接收器正在观测您一段时间前传输的延迟版本,例如$ f_r = f_c $。您的低通滤波器必须具有足够的频率覆盖范围,才能在预期的时延范围内覆盖线性调频曲线的频率摆率。但是,与此同时,您有动机将通带宽度设置得尽可能窄,以拒绝频率接近线性调频曲线的其他信号源,因此在工程中经常发生,您需要进行权衡检查。 br />

评论


$ \ begingroup $
这看起来像我所需要的,但是我只需要知道解包是什么?这是将音调信号转换为单调信号吗?
$ \ endgroup $
–mbaitoff
2012年1月4日17:14

$ \ begingroup $
天哪! chi似乎是扫频的代名词!
$ \ endgroup $
–mbaitoff
2012年1月4日17:55

#2 楼

杰森(Jason)所描述的一种类似(或相同?)技术被称为时间延迟光谱法(Time Delay Spectrometry),它是基于理查德·海塞尔(Richard Heyser)的原始著作。一段时间以来,声学测量也风行一时,AES实际上在其上发表了选集:http://www.aes.org/publications/anthologies/

基本思想是通过用复杂的扫描激励,并使用匹配的跟踪滤波器(降混和低通)来获得传递函数的实部和虚部。在某些情况下,可以用一次扫描代替。

问题是频率分辨率,时间分辨率,扫描速率,低通滤波器带宽,陡度和相位响应之间的关系非常复杂,并且它很容易以时域或频域混叠或只是拖尾而告终。
它对小的非线性物体和小的时间变化也非常敏感,尤其是当它们是正弦曲线时(例如麦克风在麦克风支架上振动) )。

肯定有更健壮的方法来测量传递函数。