Les filtres « classiques » dans GNURadio

Dans un précédent article, nous avions vu comment générer un signal et le visualiser dans GNURadio Companion. Nous allons maintenant voir comment filtrer ce signal à l’aide de filtres passe-bas, passe-haut, passe-bande ou avec un réjecteur de bande.

Passe-bas, passe-haut… c’est quoi ?

J’ai cité 4 types de filtres, voilà à quoi ils correspondent :

  • Le filtre passe-bas : il laisse passer les fréquences inférieures à sa fréquence de coupure, et atténue voir supprime les fréquences supérieures
  • Le filtre passe-haut : il fonctionne comme le passe-bas, mais laisse passer les fréquences supérieures à sa fréquence de coupure
  • Le filtre passe-bande : il ne laisse passer que les fréquences comprises dans la bande de fréquence pour laquelle il est conçu, il va donc atténuer voir supprimer les fréquences inférieures et supérieures à sa bande de fréquence
  • Le réjecteur de bande (aussi appelé coupe-bande) : c’est l’opposé du passe-bande, il va bloquer les fréquences comprises dans sa bande de fréquence pour ne laisser passer que celles supérieures ou inférieures

Utiliser un passe-bas ou un passe-haut dans GNURadio

Pour insérer un filtre, il faut commencer par rechercher « filter » dans la liste des blocs disponibles. Vous devez obtenir une liste semblable à celle-ci :

Liste des blocs contenant le terme « filter »

On y retrouve notamment les 4 types de filtre cités plus haut. On va commencer par insérer un filtre passe-bas dans le montage réalisé dans le montage de visualisation du signal. Faites donc glisser le bloc « Low Pass Filter » sur le montage et câblez le montage pour que le filtre soit entre le bloc « Signal Source » et le bloc « WX GUI Scope Sink ».

Le filtre inséré dans le montage

Une fois le filtre inséré, on peut voir les flèches de son signal d’entrée et de sortie sont rouges : il nous faut en effet le paramétrer. Pour cela, comme à chaque fois pour configurer un bloc dans GNURadio, double-cliquez dessus et paramétrez le comme ci-dessous :

Fenêtre de configuration du filtre
  • ID : nom du filtre,
  • FIR Type : « format » du signal d’entrée et sortie,
  • Gain : Gain du filtre dans sa bande passante,
  • Cutoff Freq : fréquence de coupure du filtre,
  • Transition Width : largeur de la bande de fréquence avant laquelle le filtre bloque la totalité du signal.

Il est maintenant tant d’exécuter le montage pour voir le résultat !

Le signal de sortie lorsque la fréquence est de 50Hz, donc dans la bande passante du filtre
Le signal de sortie lorsque la fréquence est identique à la fréquence de coupure du filtre soit 100Hz
Le signal de sortie lorsque la fréquence est de 150Hz, donc bien au dessus de la bande passante du filtre

Le filtre passe haut fonctionne exactement de la même manière, la seule différence est qu’il faut insérer le bloc « High Pass Filter » à la place du bloc « Low Pass Filter ». Le signal de sortie avec le filtre passe-haut :

Signal d’une fréquence de 50Hz
Signal d’une fréquence de 100Hz
Signal d’une fréquence de 150Hz

Utiliser un filtre passe-bande

Pour faire un filtre passe-bande, il est possible de mettre à la suite un filtre pass-haut et un filtre passe-bas, ou tout simple utiliser le bloc « Band Pass Filter ». Il s’insère comme les 2 filtres vus précédemment :

Le montage avec un filtre passe-bande

Un filtre passe-bande se configure comme ci-dessous :

Configuration du filtre passe-bande
  • ID : nom du filtre,
  • FIR Type : « format » du signal d’entrée et sortie,
  • Gain : Gain du filtre dans sa bande passante,
  • Low Cutoff Freq : fréquence de coupure « basse » du filtre,
  • High Cutoff Freq : fréquence de coupure « haute » du filtre,
  • Transition Width : largeur de la bande de fréquence avant laquelle le filtre bloque la totalité du signal.

Une fois le filtre configuré et le programme exécuté, le signal de sortie ressemble à ça :

Signal d’une fréquence de 20Hz
Signal d’une fréquence de 75Hz
Signal d’une fréquence de 120Hz

Utiliser un filtre réjecteur de bande

Le filtre réjecteur de bande s’insère comme les filtres précédents. La configuration est également la même que celle du filtre passe-bande, simplement au lieu de laisser passer le signal entre ses 2 fréquences de coupure il va le bloquer.

Configuration du filtre réjecteur de bande

Les paramètres sont les mêmes que pour le filtre passe-bande. Une fois configuré, le signal est filtré de la manière suivante :

Signal d’une fréquence de 20Hz
Signal d’une fréquence de 75Hz
Signal d’une fréquence de 130Hz
Vous pouvez maintenant utiliser ces 4 types de filtres pour traiter votre signal.

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