Concevoir des filtres passe-haut avec MATLAB

Un filtre passe-haut atténue les signaux en dessous d'une fréquence de coupure (bande atténuée) et laisse passer les signaux au-dessus de cette fréquence (bande passante). Le degré d'atténuation dépend du design du filtre.

Les filtres passe-haut sont souvent utilisés pour nettoyer du bruits basse fréquence, éliminer les bourdonnements dans les signaux audio, rediriger les signaux haute fréquence vers les haut-parleurs appropriés du système audio et éliminer les tendances basse fréquence des séries temporelles, pour mettre en évidence les tendances haute fréquence.

Filtrage passe-haut d'un signal musical.

Vous pouvez utiliser MATLAB® pour concevoir des filtres à réponse impulsionnelle finie (RIF) et à réponse impulsionnelle infinie (RII), qui correspondent à deux approches courantes de filtrage passe-haut.

Les filtres RIF sont particulièrement appréciés car ils sont intrinsèquement stables. Ils peuvent être conçus pour avoir une phase linéaire qui introduit un retard dans le signal filtré tout en conservant la forme d'onde. Néanmoins, ces filtres peuvent présenter des inconvénients comme des réponses transitoires longues et des coûts computationnels élevés dans certaines applications. Les filtres FIR sont utiles dans des applications audio, biomédicales, radar ou d'autres applications où la forme d'onde offre des informations utiles. Les fenêtres de Kaiser, la méthode des moindres carrés et les filtres equiripple sont des approches classiques dans le design de filtres RIF passe-bas.

Spécifications de design et réponse d'un filtre RIF Kaiser passe-haut dans MATLAB

Les filtres RII sont utiles lorsque les ressources computationnelles sont limitées. Bien que stables, les filtres RII causaux ne présentent pas de phase parfaitement linéaire. Les filtres RII sont couramment utilisés dans l'égalisation audio, le traitement des signaux provenant de capteurs biomédicaux, les capteurs intelligents IoT/IIoT et les applications de télécommunication/RF haut débit. Les filtres de Butterworth, Chebyshev (type I et type II) et les filtres elliptiques sont des approches de design de filtres RII.

Spécifications de design et réponse d'un filtre RII de Butterworth passe-haut dans MATLAB

La fonction highpass dans Signal Processing Toolbox™ est particulièrement utile pour filtrer rapidement des signaux. Vous pouvez utiliser la fonction designfilt et d'autres fonctions spécifiques aux algorithmes (butter, fir1) pour mieux contrôler des paramètres comme le type de filtre, l'ordre des filtres et l'atténuation. Pour de plus amples informations sur le design des filtres, voir Signal Processing Toolbox™ .

Voir aussi: GPU pour les algorithmes de traitement du signal dans MATLAB, radio logicielle, DSP System Toolbox, filtre passe-bas, design de filtres, quantification

Formation MathWorks :  

Traitement du signal avec MATLAB