Filtre passe-haut
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™ .
Exemples et démonstrations
Références logicielles
FAQ sur le filtre passe-haut
Un filtre passe-haut atténue les signaux situés en dessous d'une fréquence de coupure (la bande coupée) et laisse passer les signaux situés au-dessus de cette fréquence (la bande passante). Le niveau d'atténuation dépend de la conception du filtre.
Les filtres passe-haut sont utilisés pour supprimer le bruit basse fréquence, éliminer les ronflements dans les signaux audio, rediriger les signaux de fréquence plus élevée vers les haut-parleurs appropriés dans les systèmes audio et supprimer les tendances basse fréquence des séries temporelles afin de mettre en évidence les variations haute fréquence.
Les filtres FIR sont intrinsèquement stables et peuvent présenter une phase linéaire préservant la forme d'onde, mais peuvent avoir des réponses transitoires longues. Les filtres IIR nécessitent moins de ressources de calcul, mais ne possèdent pas une phase parfaitement linéaire.
Les filtres FIR sont particulièrement utiles dans les applications audio, biomédicales, radar et dans toute application où la forme d'onde contient des informations importantes et où la stabilité est essentielle.
Les filtres IIR sont couramment utilisés lorsque les ressources de calcul sont limitées, par exemple pour l'égalisation audio, le traitement des signaux issus de capteurs biomédicaux, les capteurs intelligents IoT/IIoT et les applications de télécommunications ou RF à haut débit.
Les méthodes courantes de conception des filtres FIR incluent la fenêtre de Kaiser, les moindres carrés et l'equiripple.
Les méthodes de conception des filtres IIR incluent Butterworth, Chebyshev (type I et type II) et elliptique.
Vous pouvez utiliser la fonction highpass pour effectuer un filtrage rapide, ou utiliser designfilt ainsi que des fonctions spécifiques telles que butter et fir1 lorsque vous avez besoin d'un contrôle plus précis sur des paramètres comme le type de filtre, l'ordre du filtre et l'atténuation.
Voir aussi: GPU pour les algorithmes de traitement du signal dans MATLAB, radio logicielle, DSP System Toolbox, filtre passe-bas, design de filtres, quantification, Filtre coupe-bande
