public ButterworthFilterService(double frequency, EExamType type)
{
int order = 4;
double cutoff = SensorService.GetCuttoffFrequency(type);
double Wd = cutoff / frequency * 2;
Coeff = ButterworthLowPassFilter(order, Wd);
}
/// <summary>
/// Transformação bilinear
/// </summary>
/// <param name="order">Ordem de filtro</param>
/// <param name="Wa">Frequência de corte normalizada do filtro ou frequência central (normalizada na frequência de Nyquist)</param>
/// <param name="aAnalog">Coeficiente do numerador do filtro analógico</param>
/// <param name="bAnalog">Coeficiente de denominador do filtro analógico</param>
/// <returns>FilterCoefficient - Coeficientes do filtro digital transformado bilinearmente</returns>
private static FilterCoefficient BilinearTransform(int order, double Wa, double[,] aAnalog, double[,] bAnalog)
{
// Matriz para armazenamento de transformações bilineares
var a = new double[aAnalog.GetLength(0), aAnalog.GetLength(1)];
var b = new double[bAnalog.GetLength(0), bAnalog.GetLength(1)];
// Julgamento uniforme e estranho de ordem de filtro
bool odd = order % 2 != 0;
// Número de seções
int sections = aAnalog.GetLength(0);
// Transformar o coeficiente de transformação bilinear
double h = 1 / (Wa * Math.PI / 2);
for (var k = 0; k < sections; k++)
{
double BB;
if (k == 0 && odd)
{
// Low-pass high-pass somente para primeira ordem, primeira ordem
// Inverso do coeficiente b0 do denominador
BB = 1 / (h + bAnalog[0, 0]);
a[k, 0] = BB * (aAnalog[0, 1] * h + aAnalog[0, 0]);
a[k, 1] = BB * (-aAnalog[0, 1] * h + aAnalog[0, 0]);
a[k, 2] = 0;
b[k, 0] = BB * (h + bAnalog[0, 0]);
b[k, 1] = BB * (-h + bAnalog[0, 0]);
b[k, 2] = 0;
}
else
{
// Inverso do coeficiente b0 do denominador
BB = 1 / (h * h + bAnalog[k, 1] * h + bAnalog[k, 2]);
a[k, 0] = BB * (aAnalog[k, 2] * h * h + aAnalog[k, 1] * h + aAnalog[k, 0]);
a[k, 1] = BB * 2 * (-aAnalog[k, 2] * h * h + aAnalog[k, 0]);
a[k, 2] = BB * (aAnalog[k, 2] * h * h - aAnalog[k, 1] * h + aAnalog[k, 0]);
b[k, 0] = BB * (h * h + bAnalog[k, 1] * h + bAnalog[k, 2]);
b[k, 1] = BB * (-2 * h * h + 2 * bAnalog[k, 2]);
b[k, 2] = BB * (h * h - bAnalog[k, 1] * h + bAnalog[k, 2]);
}
}
// Reúna os ganhos na primeira seção
double gain = 1;
for (var k = 0; k < sections; k++)
{
gain *= a[k, 0];
a[k, 2] /= a[k, 0];
a[k, 1] /= a[k, 0];
a[k, 0] /= a[k, 0];
}
a[0, 0] *= gain;
a[0, 1] *= gain;
a[0, 2] *= gain;
var filterValue = new FilterCoefficient();
filterValue.Numerator = a;
filterValue.Denominator = b;
filterValue.Sections = sections;
filterValue.Order = order;
return(filterValue);
}
