Filtrace spektra signálu – applet

Applet ukazuje účinek filtrace signálů rýznými typy filtrů. Signál na vstupu i na výstupu z filtru je možné přehrát.

//popisky (kdekoliv umístěný text, bude snad vždy nahoře)
//volby signálů
Vstupní signál:
DP:     HP:     PP:     PZ:

Applet je rozdělen na tři části. Levá část, znázorněná modrou barvou, představuje vstupní sekci. Zde je možné vybrat jeden ze tři generovaných nebo čtyř nahraných signálů (u generovaných signálů je možné nastavit jejich kmitočet). Dále tato sekce obsahuje graf časové oblasti znázorňující úsek 1ms pro generované signály nebo 250 ms pro nahrané signály a graf modulového frekvenčního spektra s rozsahem 0–22 kHz.

Střední část představuje filtr. Zde je možné volit typ filtru mezi dolní propustí, horní propustí, pásmovou propustí a pásmovou zádrží. Pro první dva je možné nastavit mezní kmitočet, pro druhé dva typy filtrů střední kmitočet a šířku pásma. Propustné pásmo filtru je zobrazeno na grafu. Vše je v rozsahu 0 až 20 kHz. Tato sekce je symbolizována zelenou barvou.

Filtry jsou realizovány pomocí rychlé Fourierovy transformace (FFT) přepočítáním signálu do spektrální oblasti, jeho úpravou a poté přepočítáním zpět do časové oblasti inverzní FFT. Vzniklé filtry jsou idealizované, což je provedeno vynásobením spektra filtru jedničkami a nulami jak to odpovídá obálce filtru zobrazené na grafu.

Poslední, pravá část představuje výstupní sekci a obsahuje graf časové oblasti a modulového spektra signálu po průchodu filtrem. Je znázorněna červenou barvou.

Tip 1: Všimni si, že ve spektru pilového signálu se uplatní každá složka, zatímco obdélníkový signál je složený pouze z lichých násobků základní harmonické.

Poznámka: Applet funguje pravděpodobně v prohlížečích Firefox od verze 45, Chrome od verze 43, Edge od verze 13, Safari od verze 9.1 a Opera od verze 43. Ostatní prohlížeče nemusejí být podporovány. Problém s přehráváním může někdy vyřešit restart prohlížeče.

Poznámka: Ačkoliv applet pracuje v prvé řadě s ideálními filtry, na přehrávaný signál je z důvodu optimalizace výkonu místo toho aplikován reálný filtr 12. řádu se strmostí 120 dB/dekádu. To ale představuje v daném měřítku zanedbatelný rozdíl.


Ⓒ 2017 Filip Kratoš, Pavel Rajmic, Ústav telekomunikací, FEKT, VUT v Brně