Процедура FILRG

 

Рекурсивная остронаправленная режекторная фильтрация.

 

Параметр:

FREQ - частота режекции в герцах (целое или действительное число).

 

Частота задается именно в герцах (независимо от значения делителя времен).

Программу следует применять по исходным сейсмограммам до каких-либо регулировок амплитуд.

Линейную фильтрацию можно осуществить несколькими способами: сверткой импульсных реакций, умножением спектров и, наконец – умножением полиномов Z-преобразований. Последний метод дает возможность синтезировать чрезвычайно эффективные рекурсивные фильтры с бесконечной длиной оператора.

Попытаемся синтезировать такой фильтр , Z-преобразование которого представлено соотношением полиномов

    (1)     

Сразу отметим, что такой фильтр будет каузальным (причинным), поскольку не содержит отрицательных степеней Z.

В результате деления полиномов чаще всего получаем полином бесконечной размерности

                                          (2)

Поэтому, реализовать такой фильтр сверткой или произведением спектров невозможно.

С учетом (1) процесс фильтрации входного сигнала X(Z) принимает вид:

         (3)

Умножив левую и правую части этого уравнения на , получаем

       (4)

Последнее выражение имитирует действие аналогового усилителя с обратной связью. Появление множителя Z перед  вызывает задержку  на единицу времени . Выходной сигнал формируется как разность действий фильтра  на  и фильтра  на задержанную во времени .

Из выражения (4) легко получить выражение для n-го отсчета временного ряда

                     (5)

Значение  определяется через предыдущие значения и . Уравнение (5) описывает алгоритм рекурсивной фильтрации. Отметим, что рекурсивный фильтр будет устойчивым лишь при условии, что фильтр  в знаменателе  будет минимально-фазовым.

Проиллюстрируем схему синтеза рекурсивного фильтра построением простого острорежекторного фильтра, подавляющего лишь одну заданную гармонику .

 

      (6)

 Согласно (5) получаем окончательное выражение для цифровой рекурсивной фильтрации.

    (7)

Как видим, качественная режекторная фильтрация  может быть осуществлена пятиточечным рекурсивным оператором, что не идет ни в какое сравнение с длиною простого сверточного фильтра. Однако, не следует забывать, что рекурсивному фильтру присущи такие черты как неустойчивость при малых значениях  и чувствительность  к нестационарности гармоники . Краевые искажение сильнее проявляются при рекурсивной фильтрации (рис. 2.33), поскольку пятиточечная рекурсия аппроксимирует сверточный фильтр бесконечной длины.

Фильтр (7) не является нуль-фазовым. С целью избежания фазовых искажений, рекурсия осуществляется поочередно в двух направлениях.

 

К началу раздела

 

К началу инструкции