1 次 RC ローパス フィルター アルゴリズムは、高周波部分の信号を減衰させてノイズを除去する回路アナログ フィルターです。このタイプのフィルタは抵抗とコンデンサで構成されているため、RC ローパス フィルタと呼ばれます。
具体的には、ローパス フィルターは信号の高周波部分を減衰させてノイズを除去します。高周波部分の信号とは、カットオフ周波数よりも高い周波数の信号を指し、カットオフ周波数とは、フィルタによる高周波部分の信号の減衰が始まる周波数を指す。
ローパスフィルターの入力信号は抵抗を介してコンデンサに伝達され、コンデンサは抵抗よりも遅れて信号が減衰します。1 次 RC ローパス フィルターでは、カットオフ周波数は抵抗とコンデンサの両方によって決まります。具体的には、カットオフ周波数 fc = 1 / (2πRC) となります。
以下は、C 言語で書かれた 1 次 RC ローパス フィルターのコード例です。
#include <stdio.h>
#define PI 3.14159265
float lowpass(float input, float output_prev, float RC, float dt) {
float alpha = dt / (RC + dt);
return output_prev + alpha * (input - output_prev);
}
int main() {
float RC = 1 / (2 * PI * 1000); // 1000 Hz cutoff frequency
float dt = 1 / 44100; // sample rate is 44.1 kHz
float input = 0.5; // input signal
float output_prev = 0; // previous output
float output = lowpass(input, output_prev, RC, dt);
printf("%f", output);
return 0;
}
このコード例では、入力信号、最後の出力、RC 時定数、およびサンプリング間隔をパラメーターとして受け入れる lowpass() 関数を定義します。この関数では、アルファは dt / (RC + dt) として定義され、新しい出力値の計算に使用されます。
新しい出力値は、前の出力と入力信号の差にアルファを乗じることによって計算されます。このように、入力信号が前の出力と同じである場合、新しい出力は前の出力と同じになります。そうでない場合、新しい出力は入力信号に近くなります。
main() 関数では、カットオフ周波数を 1000 Hz、サンプリング レートを 44.1 kHz、入力信号を 0.5 に設定します。lowpass() 関数を呼び出して、前の出力を 0 に設定します。最後に、新しい出力を出力します。
1 次 RC ローパス フィルタリング アルゴリズムは、高周波ノイズを効果的に除去できるシンプルで効果的なフィルタリング方法です。ただし、このフィルタリング方法は信号の時間領域パフォーマンスに影響を与える場合があるため、特定のアプリケーション シナリオに従って重み付けする必要があることに注意してください。