Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

42
7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13 http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 1/42 USAARL  Report  No.  95-13  Design  of  Digital  Low-pass  Filters  for  Time-Domain  Recursive  Filtering  of  Impact  Acceleration  Signals  By  Nabih  Alem  Aircrew  Protection  Division  and  Matthew  Perry  University  of  South  Alabama  19950412  072  January  1995  ^APRJlJ4J19Si Approved  fo r  public  release; distribution  unlimited. United States Army  Aeromedical Research Laboratory Fort  Rucker, Alabama 36362-0577  

Transcript of Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

Page 1: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 1/42

USAARL Report No. 95-13 

Design of

 

Digital

 

Low-pass Filters  

for

 Time-Domain 

Recursive

 Filtering 

of

 

Impact

 

Acceleration

 

Signals

 

By  

Nabih 

Alem

 

Aircrew

 Protection

 

Division

 

and

 

Matthew

 

Perry

 

University of South Alabama  

1 9 9 5 0 4 1 2  0 7 2  

January

 

1995

 

^APRJlJ4J19Si

Approved

 

fo r

 public release; 

distribution unl imited. 

United States

 Army

 Aeromedical

 

Research 

Laboratory

 

Fort

 

Rucker,

 

Alabama

 

36362-0577

 

Page 2: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 2/42

Notice

 

Qualified

 

requesters 

Qualified

 

requesters

 

m ay

 

obtain

 

copies

 

from

 

the

 

Defense

 

Technical

 

Information

 

Center

 

(DTIC), 

Cameron

 

Station,

 Alexandria, Virginia

 

2314.

 rders 

will

 be

 

expedited 

if placed through

 

the

 

librarian

 

or 

other

 person designated to request documents

 

from  DTIC. 

Change of address 

Organizations receiving reports from  the U.S. Army

 

Aeromedical

 

Research Laboratory on  

automatic 

mailing

 

lists should confirm

 

correct 

address 

when corresponding about laboratory

 

reports. 

Disposition 

Destroy

 this document

 

when it is no longer needed. o not return it

 

to the 

originator.

 

Disclaimer 

The

 views,

 

opinions,

 and/or

 

findings 

contained

 in

 this 

report 

are 

those of the author(s)

 and 

should

 

not be

 

construed 

as 

an official 

Department of the

 Army position,

 policy,

 

or

 decision,

 unless

 so 

designated by other 

official

 

documentation.

 itation of trade names in this report does not 

constitute 

an

 official

 

Department of the

 Army

 

endorsement

 or

 approval

 of the

 

use of such

 

commercial

 

items. 

Reviewed: 

KEVIN T. MASON 

LTC, M C,

 

M FS 

Director, Aircrew  Protection 

Division 

tfÖSER

 

W .

 WfLE¥H2l.D. , 

Chairman, 

Scientific

 

Review Committee 

Ph.D.

 

Released 

for

 publication: 

DENNIS F.

 

HANAHAN 

Colonel, MC,

 

M FS 

Commanding 

Page 3: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 3/42

Unclassified 

SECURITY CLASSIFICATION OF THIS

 

PAGE  

REPORT 

DOCUMENTATION

 

PAGE  

Form  

Approved 

OMB

 No.  

0704-0188

 

1a. REPORT SECURITY CLASSIFICATION 

Unclassified

lb.

 

RESTRICTIVE MARKINGS

 

2a . SECURITY 

CLASSIFICATION

 AUTHORITY  

2b .

 DECLASSIF ICATION /DOWNGRADING

 

SCHEDULE  

3. I S T R I B U T I O N / A V A I L A B I L I T Y 

E P O R T  

Approved 

for

 

public

  release,  distribution

 

unlimited 

4 . PERFORMING

 ORGANIZATION

 

REPORT

 

NUMBER(S)  

USAARL 

eport 

No.

 

95-13 

5. 

MONITORING

 ORGANIZATION REPORT 

NUMBER(S)

 

6a . A M E F E R F O R M I N G 

OR GAN IZATION

 

U.S. 

Army 

eromedical Researct

 

Laboratory

 

6b . 

OFFICE

 SYMBOL

 

If

 

applicable) 

MCMR-UAD-CI  

7a . NAME OF MONITORING ORGANIZATION 

U.S.

 Army

 

Medical

 

Research

 

and

 

Materiel 

Command

6c

 

ADDRESS

 City,

 

State, and Z I P  Code)

 

P.O.

 

Box 20577 

Fort Rucker,  AL  36362-0577 

7b .

 

DDRESS

  City, State, and Z I P  Code)

 

Fort 

Detrick 

Frederick, 

M D   21702-5012

 

8a . NAME

 OF

 

FUNDING /SPONSORING  

ORGANIZATION 

8b. OFFICE

 

SYMBOL

 

If

 

applicable) 

9. 

PROCUREMENT

 NSTRUMENT DENTIFICATION NUMBER 

8c . ADDRESS 

City,

 State,

 

an d

 

ZIP  Code) 

10 . SOURCE OF FUNDING NUMBERS 

PROGRAM

 

ELEMENT 

NO . 

62787A

 

PROJECT 

NO .

 

30162787A8

 

TASK

 

NO .

 

E D

 

WORK UNIT 

ACCESSION NO

142 

11.

 I T L E

 

Include 

Security

 Classification) 

Design 

of

 igital 

low-pass 

filters  for 

time-domain

 

recursive

 

filtering 

f

 impact 

acceleration  signals 

12 . E R S O N A L AUTHOR (S ) 

Nabih .  Alem nd Matthew erry 

13a. Y P E F E P O R T  

Final 

13b. TIME COVERED

 

FROM

 

O

 

14.

 A T E

 

E P O R T

 

Year, 

Month,

 

Day) 

1995 

January

 

15.

 

PAGE COUNT  

30 

16 . 

SUPPLEMENTARY

 

NOTATION

 

17.  

COSATI

 CODES 

FIELD 

09

 

14

 

GROUP

 

01 

02 

SUB-GROUP 

18. U B J E C T 

T E R M S

 Continue

 

on reverse

 

necessary

 and identify by block

 number) 

digital  signal 

processing,

 

recursive

  digital  filters, 

impact  testing 

19.

 

ABSTRACT

  Cont inue

 on reverse 

if

 

necessary

 an d identify by block number ) 

The

 purpose o f this report

 

is

 to

 

present

 

simplified and portable computer

 

pro-

 

grams

 to 

design

 

and

 implement

 

recursive

 digital Butterworth

 filters.

  The design 

meth od described in the report 

uses 

the 

bilinear

 transf ormati on 

to

 convert

 

the 

well

 established

 

anal og

 design 

to digital

 formulation.

 

Fortran

 

codes 

for 

the

 

design

 

and

 implementati on of the

 

filter are 

included

 in the report.  The 

result-

 

ing design 

is

 compared 

to

 a n o t h e r filter

 

proposed 

in

 S AE J211 guideline for 

filtering

 

impact

 

accelerati on

 

signals.

 

Although

 

both

 

design

 methods

 

produced

 

filters which are within corridors prescribed in the 

J211

 

guideline,

 

the standard 

design 

produces a Butterworth-like  response whereas

 

the 

J211

 

design

 

does

 not. 

Additionally,

 

the 

standard

 design methods and the 

implementation

 algorithms all ow 

the design of any   even-order filter   which  may   be 

required

 for 

filtering

 

o t h e r

 

long-duration signals. 

20 .

 

DISTRIBUTION/AVAILABILITY

 

OF

 ABSTRACT

 

13

 

UNCLASSIFIED/UNLIMITED  D

 

SAME

 

S RPT. DTIC

 

S E R S  

21 . 

ABSTRACT

 SECURITY CLASSIFICATION  

nclassified

22a . NAME F E S P O N S I B L E N D I V I D U A L  

Chief,  Science 

Support

 

Center

 

22b. TELEPHONE 

Include

 

Area

 Code)

 

205 255 6907 

22c. 

F F I C E YMB OL  

M C M R-U A X -S S

 

DD Form

 1473,

 UN

 

Previous  

editions

 ar e

 

obsolete.

 

SECURITY

 CLASSIFICATION

 OF THIS

 PAGE

 

Unclassified

Page 4: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 4/42

Acknowledgments 

This work w as partially

 

supported

 

by funding

 

from

 

U.S. Army Night

 

Vision

 

and 

Electronic Sensors Directorate,

 

Fort

 

Belvoir,

 Virginia.

 he

 

diligent

 

review

 

of

the manuscript

 

by  

Mary

 

Gramling 

and

 the meticulous

 

editing by Udo Volker Nowak are, 

as 

always, deeply 

appreciated. 

Page 5: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 5/42

Table

 

ofcontents 

Page 

List

 of

 figures

  2

 

Introduction 3 

Objectives  6 

Methods

 

6

 

Results

  9 

Discussion  10 

Conclusions

  1 1  

Notes on frequency

 

response

 plots 

References 

1 3  

Appendix

 A.

  Program

 

to 

filter 

in the

 frequency domain 22

 

Appendix B.  Program

 

to design

 

Butterworth low-pass filters  23 

Appendix

 

C.

 

Program

 

to

 

implement

 

a

 

second-order

 

filter

 

in

 

the

 

time

 

domain

 

26

 

Appendix 

D.

  Program to design

 

a filter

 

pe r

 SA E 

J211

 

(draft) guidelines

 

28 

Äscssslon lo p  ' * ® * 

pSIIS

 

G R A M

 

mm

 

A B 

I Unannounced 

l^/ii'S

Page 6: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 6/42

List 

of 

figures 

Figure ag e 

1 .

 omparison 

of 

causal

 and

 noncausal time responses to

 a

 step

 

input

 signal

  5  

2.

 

requency response

 of

 100-Hz filter designed fo r variable

 

sampling

 

rates 

by

 standard Butterworth

 

method (top) 

compared to

 SA E J211 

CFC

 6 0 

filter

 

(bottom)

14

 

3. requency responses

 of 

30 0 -Hz filter fo r variable

 

sampling rates 

designed by

 

standard Butterworth method 

(top) 

compared 

to SAE J211

 CFC 

18 0 filter 

(bottom)

15

 

4. requency responses of

 

1000 -Hz filter fo r variable sampling rates 

designed

 

by

 

standard

 

Butterworth

 

method

 

(top)

 

compared 

to

 

SAE 

J211

 

CFC

 6 0 0

 

filter (bottom)

 

16  

5 .

 requency

 

responses of

 

1650 -Hz

 filter fo r variable

 

sampling rates 

designed

 by

 standard

 

Butterworth

 

method (top) compared 

to

 SA E J211 

CFC

 10 0 0 

filter

 

(bottom)

17 

6 .

 requency

 

responses of

 

100 -Hz

 

filter

 fo r

 10

 kHz fixed

 sampling

 

rate

 

designed by 

standard

 Butterworth method (top) compared 

to

 SA E J211 

CFC

 6 0 

filter

 

(bottom)

18 

7 .

 

requency

 

responses

 

of

 

30 0 -Hz

 

filter

 

fo r

 10

 

kHz

 

fixed

 

sampling

 

rate 

designed by 

standard

 Butterworth method (top) compared 

to

 SAE

 

J211

 CFC 

18 0 filter

 (bottom)

19

 

8. 

requency

 responses

 of

 

1 0 0 0 - H z

 filter fo r

 10 

kH z fixed

 

sampling rate 

designed

 by

 

standard 

Butterworth method

 

(top) 

compared 

to

 SAE

 

J211

 CFC 

6 0 0 

filter (bottom) 0 

9 . requency 

responses

 

of

 1650 -Hz filter fo r

 

10 

kHz

 fixed

 

sampling rate 

designed by

 

standard Butterworth 

method

 

(top) 

compared 

to

 

SA E

 

J211

 

CFC

 10 0 0

 

filter

 

(bottom)

1

 

Page 7: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 7/42

Introduction 

The

 

U.S. Army Aeromedical

 

Research Laboratory USAARL)

 

ften is tasked with the 

assessment of injury potential

 

from

 

impacts 

and  

jolts. his equires the analysis

 

of

 

accelerations 

and  forces

 

obtained  from  transducers mounted in human-like manikins and test forms, nd generated 

during

 

mpact

 

tests.

 

With

 

the

 

exception

 

of

 

the

 

signal

 

conditioning,

 

the

 

analysis

 is 

conducted

 

at

 

USAARL almost

 

entirely on personal computers (PC) to perform

 

the analog-to-digital conversion 

of

 

conditioned

 signals, filter the

 

digital 

signals,

 extract

 

injury

 

parameters from

 

the signals,

 

nd 

display

 

the

 

results 

in

 graphical forms 

on

 

the

 PC screen and 

on an 

attached

 printer.

 

One 

of

the

 standards 

fo r processing impact signals is the Society

 of

Automotive Engineers 

J211

 

guidelines

 fo r 

instrumentation

 for impact

testing

 

(SAE,

 

1994).

 he 

J211

 

requires signals 

from 

impact 

tests

 to be filtered 

using

 

on e

 

of

four channel frequency classes 

(CFC) of 

low-pass

 

filters and  

specifies 

acceptable

 

frequency

 

response

 for each filter class. he four filters

 are

 designated as

 

CFC 

6 0 ,

 

80 , 6 0 0 ,

 and 1 0 0 0 . t

 is 

clear from the 

J211

 

ilter

 

specifications 

that

 

they

 were

 

derived 

from

 

analog

 

Butterworth

 

filters

 

whose

 

corner frequency

 

is

 

equal

 

to

 

the

 

CFC

 

designation

 

divided

 

by

 

0 .6 .

 

The

 

corner

 

of a

 

low-pass

 Butterworth filter

is

 defined 

as

 

the

 

frequency

 

at

 which 

the 

signal loses

 one-

 

half

 of 

its 

power, 

.e., where 

the

 signal magnitude

 

attenuation is

 

equal to \ fVz, r -3 decibels

 

(dB). 

Thus,

 

the 

corner

 

of

CFC 

6 0

 

filter is

 

at

 10 0

 

Hz, CFC 18 0 

at

 

30 0

 

Hz,

 CFC

 6 0 0

 

at 1 000

 

Hz, 

and

 

that

 

of

 CFC 

1 000

 at 

1650

 Hz . n previous

 

versions

 

of

the

 

J211, cceptable

 

roll-off

 

slopes of filters 

ranged from 12 to 24 dB/octave, i.e., filters with

 

2, 3, or

 

4

 poles

 

were acceptable. he 9 9 4 draft 

proposes

 upper a nd

 lower 

slopes

 which 

are

 

24 dB/octave, suggesting

 

th t a 4-pole filter is the 

basis

 

fo r

 

the

 requirement.

 he

 method of 

filtering

 is left up 

to

 

the

 user and m ay 

be

 

done

 with 

analog

 

filters

 or , as is

 

the current

 

practice 

in

 many testing 

facilities,

 with

 digital

 

filters.

 

Filtering 

is,

 

perhaps,

 

the

 most 

critical

 phase in

 

the 

processing of impact signals. 

Its 

primary

 

function 

is

 to 

eliminate

 undesired

 high-frequency

 

noise

that 

obscures

 

the

 underlying

 signature

 in  the 

signal.

 he importance 

of

 filtering

 

becomes

 

evident

 when

 considering

 

th t

 

filtering

 

reduces

 

the 

peaks in the

 

signal 

and

 peaks often

 

are

 

used

 

for

assessment

 

of

protective

 

devices. he proliferation 

of

personal computers

 

has

 

promoted the conversion

 

of

analog signals

 

to

 

digital

 

ones, and increased 

the

 need fo r 

sophisticated digital signal

 processing

 algorithms

 to

 replace

 

the functions traditionally 

reserved 

fo r

 analog electronic systems. 

Because

 

filter design formulas

 

are well-established in  the continuous-time world of electrical 

engineering,

 

they

 

often

are

 

adapted for

 

digital

 

filtering.

 

Analog

 

Butterworth

 filters

have

 

the

 

property 

ofhaving a 

maximally

 flat

 

frequency

 response

 in the pass-band, and an

 

asymptotic roll-offbeyond 

the corner

 

frequency. he

 

roll-off slope is a

 

function

 

of

the

 order of the 

filter;

 however, regardless 

of the 

order,

 

the

 attenuation

 always

 is -3 dB at

 the 

corner

 frequency.

 

ore

 detailed

 

description

 

of

 

the characteristics of these and other

 filters

 

m ay

 be 

found

 in

 

many

 

textbooks, e.g., Oppenheim and  

Schäfer,

 

9 7 5 .

 

Page 8: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 8/42

A digital

 

filtering

 method

 

which

 ha s

 

been used

 

at US

 

AARL

 

is 

to

 

transform

 the

 

digital 

signal 

to he requency omain, 

sing

 

ast ourier

 

ransforms

 

FFT),

 

hen ttenuate

 ac h requency  

component

 

by 

an

 amount equal to the Butterworth function at

 

th t frequency. ince both the real 

and

 imaginary portions

 of 

the frequency

 

magnitude are attenuated

 

by the

 

same amount, no phase 

distortion is 

introduced 

and 

the resulting

 

filter 

is 

phaseless. 

ppendix A

 

is a 

listing

 of 

a

 

Fortran 

subroutine

 

th t

 

implements

 

this

 

filtering

 

method. 

lthough

 

this

 

method

 

has

 

proven

 

effective

 

fo r 

most applications,

 it 

ha s

 

tw o m in

 

disadvantages. 

irst, 

because the

 

filtering 

is

 

performed

 in the 

frequency

 

domain,

 

there 

are 

restrictions

 placed 

by

 the FFT 

algorithm

 on

 

the 

number

 

of 

samples

 

in 

the

 

ignal.

 

hus,

 the signal

 

m ay

 no t 

exceed

 a predetermined length and,

 

ften, the number of

 

samples

 must be

 

a power of 2. hi s means th t if

 

a longer duration signal

 

is needed fo r 

some

 

analysis, the sampling 

rate

 must 

be

 reduced 

in

 order

 to

 meet

 

the limited size and longer duration 

requirements.

 eduction 

of

 

sampling rate m ay be tolerated

 

up to 

point below

 

which events 

containing

 high

 frequencies would not be captured in the digitized 

signals. n 

example 

of

 this 

situation is

 

the

 

repeated  jolts signal

 

where

 

several

 sharp impacts 

occur

 separated by time

 

lapses th t

increase the

 

overall duration 

of

the entire

 

signal. 

Second, an d a more 

serious

 

disadvantage

 of

 

frequency

 domain filtering 

ha s

 to do with

 

the 

causality of the filter.

 n

 

analog

 filters, 

the

 output signal is produced 

only

 as a

 

result of 

an

 input 

signal. t is clear

 

that

 

output does

 

not  anticipate the oncoming step, but slowly

 

rises as a result of 

it.

 he delayed response of

 

this 

causal

 filter, shown 

in

 Figure

 

, distorts the phase relationships 

between different signals

 

and  must be  removed in order to synchronize the timing

 

of

events recorded 

in

 

arious hannels. haseless iltering s chieved n

 

requency-domain FFT

 

iltering

 

which 

eliminates

 the 

time

 delay between input an d

 

output. nother approach to phaseless

 

filtering in the 

time 

domain

 is

 

to filter

 

the

 signal

 once in

 

the forward direction,

 

then a second time

 

in

 

the reverse 

direction. t m ay be 

seen

 

from

 Figure  that such noncausal filter unfortunately produces

 

an output 

that

 anticipates the event and starts responding to 

it

 before it occurs. he disadvantage of this 

behavior is

 

the

 

distortion 

of

preimpact

 

state

 

which

 

is

 

essential

 

in some

 

applications where the

 

pre- 

impact 

value is used as 

the

  zero state of

the 

transducer

 

output.

 

Time-domain recursive iltering

 

ddresses the isadvantages

 

FT

 

iltering.

 irst, with 

recursive

 

filtering,

 w e 

do

 

not 

have

 

to 

contend with FFT algorithms th t restrict 

the 

number of 

samples and sampling rate. he only limit is

 

the amount

 

ofmemory which m ay be 

se t

 aside 

in

 the 

PC hardware.

 

More

 

important, filtering may b e done

 

only

 

in  the

 

forward

direction

 to

 

produce

 

causal 

filters.

 he

 user

 

continues to have the option 

to

 produce 

a

 

phaseless filter at

 

the cost of

 

losing its 

causality. ith this flexibility, t ime-domain filters offer 

an

 attractive alternative to

 

requency- 

domain

 

ones. his

 

w as

 

recognized in

 

the newly proposed

 J211

 instrumentation guidelines

 

which 

now

 include

 

an

 

appendix

that

 provides

 

the

 

implementation

 

of

 

a

 

phaseless

 

fourth

 

order

 

Butterworth 

filter (SAE, 1994) . 

Page 9: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 9/42

Time:

  0 

120 

(ms)

 

—  input 

step

 signal 

ausal response o f analog 

filter

 

esponse

 of

 noncausal

 

digital

 filter

 

Figure

 

1.

 

Comparison of causal 

and 

noncausal 

time

 

responses

 to a step

 input 

signal.

 

Page 10: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 10/42

Objectives 

(1 )

 o develop a computer program to design 

a

 digital Butterworth filter of arbitrary 

order

 

and corner frequency 

fo r

 t ime-domain implementation. 

(2)

 

o evelop

 

omputer

 

rogram

 

o

 

mplement 

he 

igital

 

utterworth

 ilter 

recursively in

 

the time domain. 

(3)

 o 

compare

 

the

 

frequency

 response 

of the

 provided design 

and

 implementation with 

that 

of

the 

proposed

 

J211

 

filters.

 

Methods 

The method fo r designing the desired digital filter is to transform the known analog filter 

equations

 

into

 

the

 

digital

 

domain

 

using

 

the

 

bilinear

 

transformation.

 

Details

 

of

 

the

 

procedure

 

are

 

described in

 

many

 

digital

 

signal

 

processing

 

textbooks (e.g.,

 

Cappellini,

 

Constantinides,

 

and Emiliani, 

19 78 ) and are summarized here. he squared magnitude function of

 

analog Butterworth 

filters

 is 

defined in

 

the

 

complex

 

s-plane

 

by  

H(s)H(-

S

\N

 

+

 

(-,

2

 

(1) 

where N is

 

the 

order

 of the filter and s is

 

a complex variable. hese filters have their poles 

in

 the s- 

plane equally 

spaced

 

on 

a

 circle

 of

radius

 equal 

to

 

the

 corner (-3 

dB)

 

frequency,

 

G >

C

The bilinear 

transformation

 which defined by 

z-

-

(2 )

 

is

 a 

simple algebraic

 

substitution which

 

is applied

 

to

 

the Butterworth

 

filter

 of 

equation

 

(1). hi s 

yields the 

transfer

 

function

 

mm*-

 

i

 

f

 

2

 

N

(3) 

Page 11: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 11/42

which can be

 

expressed

 

in  the

 

frequency

 

domain by 

letting

 

z'

1

 = e

 

° 

to give

 

the squared magnitude 

of 

the

 

frequency response

 

function 

|/7 Op

 

1

 

Ftan

2

-̂ -

 

N

 

(4 )

 

For a Butterworth filter, th e squared magnitude is

 

equal to one 

half

at

 the corner frequency regardless 

of

the

 

value 

ofN.

 n particular, fo r N

 

= 1 ,

 

he

 

denominator 

of

equation

 

(4) must be equal to

 

2 at

 the 

corner t o = 

o o

c

 , i.e., 

Ptan

2

-

 

(5 ) 

This

 

defines

 

the constant

 

k

 

of 

the bilinear transformation

 

fo r 

a

 

Butterworth filter: 

k

2

 

an

:  c

 

(6 )

 

which 

m ay 

substituted in equation (4) to produce 

k*

y u

  l

2

 

tan(cd/2) 

tan(co

 

2 ) 

IN

(7 ) 

Equation 

(7 ) 

is the squared

 

magnitude of the digital

 

Butterworth

 

filter

 

which

 

w as

 

obtained 

by 

applying

 the bilinear transformation to the

 

analog

 function.

 he real

 

an d imaginary parts

 of 

the 

poles

 

of Butterworth filter,

 

whose

 

order T V  is

 

even, are written as

 

follows

 

(Gold an d

 

Rader, 1969 ) : 

u

 

m

 

1

 

and  

2y

i

 - J

 

(8 )

 

Page 12: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 12/42

where 

o >

 

x

 

an- 

cos- 

2m+l 

~2N

 

-n  and 

w.

 

2/w+l 

i

=

 an— sin 

2

 N 

K

 

(9 )

 

fo r m = 

0,1,2,..., 2 N - 1 .

  Time-domain 

implementation

 

is

 done simply by 

cascading

 these

 

sections 

to achieve

 

the

 

desired overall

 

filter. 

The next problem  to

 

address

 

is the 

method

 of implementation ofthe

 

filter 

in

 the time domain. 

In a cascade

 

implementation, filtering will

 

be

 done

 in

 

stages,

 

where

 

output 

of one 

stage

 

is used 

as

 

input

to 

the

 next

 one.

 et

 X n)

 

be  the

 

n-th

 

input

 

sample

 in 

the sequence

 

ofunfiltered

 

digital 

signal, 

an d Y n) the corresponding 

sample

 in

 

the filtered output signal. hen, the output sample is given 

by

 

the difference 

equation:

 

Y n)

 

0

 

n)

 

x

 

n-\)

 

2

 

n-2)

 

x

Y

n-l)

 

2

Y

n-2) 

(10) 

where

 

üQ ,

 

a

h

 

a^ 

h

 

2

 are

 

the 

coefficients

 of

 

a second-order

 

filter 

sections,

 derived from  the 

real

 

an d imaginary

 

parts of the

 poles.

 

The 

coefficients

 

of

the 

J211

 

filters

 

are

 essentially those 

of a

 Butterworth design, except th t

the

 

corner frequency

 is 

defined in  terms 

of

the 

J211

 channel

 

filter 

class,

 and 

an

 empirical

 

factor 

is

 

introduced

 

into the equations.

 

s with our Butterworth 

design, 

the

 

4th order filter is

 

achieved by  

cascading

 

tw o

 

second-order

 

sections

 

which,

 

in

 

the

 

J211

 

uideline,

 

are

 

identical.

 

iven

 

a

 

signal

 

sampled at

 

intervals of

 

seconds

 

(inverse

 of 

sampling 

rate 

in 

Hz), 

the

 

five

 coefficients of a J211

 

filter,

 

whose

 

channel filter

 

class

 

designation is

 

C, re given

 

by :

 

o

(1 fia

a

 > l

x

  a

a

2

 

*i

 

2(l-<0

 

1

 

/2o)

a

 

«5  

(1 

/2ö>

fl

 

I

(1  +  

yjl 

0) 

+  

(ID 

Page 13: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 13/42

where 

w

 \ /

 

C

 

>„

 

an|-̂ -J

 nd 

d

  ic(^](1.25)

 

12)

 

The (C/0.6) is the comer frequency

 

of

the

 

Butterworth filter

 

an d

 

accommodates the common 

usage of

 

channel filter

 

class designation

 

C instead

 

of a corner

 

frequency. he 

other

 1.25 constant 

is an empirical constant which will be discussed later. 

Finally, w e will describe briefly

 

the method

 

used fo r generating the frequency response 

curves fo r 

this

 report. he magnitude response 

at

 

a

 given frequency m ay be

 generated

 by p ssing

a

 

sine 

wave

 

of 

th t

 

frequency 

through the 

filter and

 

simply 

recording 

the

 

mount 

of

 

attenuation

 

caused

 by

 

the 

filter.

 y

 judicious selection

 

of frequencies, a 

curve m ay be

 generated

 by

 connecting

 

all the frequency response points of

 

individual sine waves.

 his

 procedure w as he b sis for a 

computer program which

 w as

 written in

 

Microsoft

 Fortran

 to design 

filters, and

to

 generate

 

and

plot 

frequency response 

curves

 on

 

a

 personal

 computer.

 he

 

program

 invokes the tw o

 filter

 

design

 

and

 

implementation routines isted in Appendixes 

B,

 

C,

 

nd

 

D.

 

lthough 

the

 

program

 

allows

 the 

selection

 

of

the filtering direction

 

(forward or backward), only forward filtering

 

w as selected. hi s 

w as done after demonstrating th t the direction of filtering only affects the time response of the 

signal,

 

.e., time delay of events in the signal, bu t not its frequency response. he curves were 

plotted

 graphically 

on  the

 

PC monitor display. 

he n

 

a

 

screen image capture

 

utility 

w as 

used to save 

the

 

plotted response

 

to 

a

 

bitmap

 

file. 

ater,

 a 

Microsoft 

Windows-based

 

utility 

(Paint) 

w as

 

used

 to 

retrieve

 

each 

screen

 image file 

and

 

print

 

it

 on 

a

 laser printer. 

Results 

The design

 

formulas 

given

 by

 

equation (8 )

 

were coded into the

 

ortran subroutine listed 

in

 

Appendix

 B. 

he 

recursive 

implementation 

algorithm

 given by equation 

(10) also w as coded 

in the

 

Fortran

 subroutine

 

listed in 

Appendix C. 

he J211 filter 

design 

formulas

 given in

 equations (11)

 

and 

(12) were coded 

in

 the subroutine listed 

in

 Appendix D. 

hese

 three subroutines were used 

in

 a 

program

 (not included 

in 

this report) which

 w as

 written

 to

 

generate

 frequency response plots 

fo r

 

user-specified

 parameters. 

To test

 

the

 

accuracy 

of 

the design routines, four

 filters

 were designed. hese are the four 

SAE

 

J211

 filters

 

commonly used in

 

processing

 

anthropomorphic manikin transducer signals (e.g., 

accelerations,

 

forces,

 

moments

 ...)

 

and

 

obtained

 

during

 

impact

 

and

 

crash

 

testing.

 

he

 

same

 

filters 

were designed twice: irst using the

 bilinear

 

transformation 

(Appendix B), then

 

using

 

the proposed 

J211 

formulas

 

(Appendix 

D).

 

he resulting frequency

 

response

 

plots

 

are

 shown

 in

 Figures 2

 through 

5. 

hese

 plots were 

generated

 under  ideal

sampling

 rates, 

i.e., 

such that 

the

 sampling rate

 of 

each 

sine wave

 

ignal w as 

at

 least 0

 

times 

the

 frequency 

of

 the sine, or

 at

 least

 

0 t imes the corner 

frequency

 of

the

 

filter,

 

whichever w as 

higher.

 

Page 14: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 14/42

Ordinarily,.however, an

 

analog

test 

signal is sampled

 

at

 

a fixed

 rate 

which is supposed

 

to be  

at

 

least

twice

 

the highest

 

frequency

 

contained in the signal, 

but

 

usually

 is

 

5-10

 

times

 

th t frequency. 

In

 order

 

to

 simulate

 

this

 

realistic

 

condition, 

fixed 

sampling

 

rate

 of

 10 ,000 

samples 

per

 second

 (10

 

kHz) w as used

 to

 

generate

 

frequency

 responses of 

the

 

four 

J211

 

ilters

 using 

the

 

tw o

 methods of

 

Appendixes B and D.

 

he

 

0 kHz is the sampling 

rate

 recommended in the 

J211

 or sampling 

impact

test

 

signals.

 

esults

 

of

this

 

simulation

 

produced

 th e

 

eight

 

frequency

 

responses

 

are

 

shown

 

in 

Figures 6 , 7 , 8, and 9 . 

Discussion 

It 

is

 

lear

 

from

 

the

 

to p graphs in

 

Figures 

2,

 

,

 

4,

 

and

 

5

 

h t

 

the standard 

design routine

 

(Appendix

 

B) and

 

the

 

recursive

 

t ime-domain

 

implementation

 algorithm

 

(Appendix

 C)

 produce 

the

 

well-known

 

Butterworth

 response when the

 

sampling

 

rate

 is 

allowed to

 vary

 to

 accommodate

 

the

 

frequencies

 

of the sine

 waves 

being

 

filtered. 

standard 

Butterworth

 

filter has a

 

-3 dB attenuation

 

at

 

the

 

corner frequency,

 

and

 

an

 asymptotic

 

roll-off

at

 the

 

rate

 of

 

12

 

dB/octave

 

fo r

 

each

 

second-order 

section.

 

n the standard 

design,

 the asymptote crosses the frequency 

axis

 exactly 

at

 the corner 

frequency, as

 

shown 

in

 

the

 to p 

graphs

 of

 Figures

 2, 3, 4, and 

5 . 

the

 other 

hand,

 the bottom 

portions of the same figures

 

demonstrate

that

 the frequency

 

responses

 

produced

 by 

the J211 design 

formulas 

(Appendix D)

 do

 

not

 result in  

the standard

 

Butterworth response, 

even 

though 

they remain

 

within the specified 

J211

 response

 corridor.

 

This 

deviation 

is attributed to

 

the 1.25 empirical 

constant

 of equation

 

(12). ecall that

 

J211 

proposes 

to

 

cascade

 

tw o

 

identical

 

second-order

 

sections

 

to

 produce 

the

 desired fourth order filter. 

However, 

by

 

using

 identical sections, the attenuation at

 

the design

 

corner

 

frequency is no longer

 

-3 

dB, as expected 

in

 

a

 Butterworth design, but doubles to 

-6

 dB at

 

the corner frequency. 

ince

 the 

frequency

 

response

 

is

 

a continuously

 

decreasing

 

function,

 

there

 

exists

 

a frequency

 where

 the

 

fourth-

 

order attenuation response 

crosses

 

the

 -3 dB 

level.

 

t

 is 

this

 

frequency

 

th t the

 constant 1.25 tries

 

to

 

capture. y

 designing

 

a

 second-order filter 

with

 

a

 corner frequency 

1.25 

times 

higher than 

the 

desired

 corner

 of

the fourth-order

 filter,

 the overall 

effect

will 

be

 to 

produce 

an 

attenuation

 

of-3 dB

 

at

 

the

 

corner

 

frequency

 

of the

 

desired

 

filter. hi s

 

is

 

evident

 in Figures 

2

 

through 5 (bottom

 graphs) 

where 

the J211 

design

 

produced

 the desired attenuation

 

at the

 

corner.

 

Unfortunately, the

 intersection 

of the

 roll-offasymptote with 

the

 

frequency

 

axis

 does 

not

move

 

to 

the

 

-3 dB frequency,

 

but

 

remains

 

at

 

the

 

original

 corner

 of

the

 second-order filter, where the

 

attenuation

 

is

 

now  -6  dB . n

 

other

 words, 

the

 

flat 

portion 

of the

pass band does no t 

extend

 

as

 fa r 

as

 the

 

standard 

design

 

at 

the 

new

 corner,

 

bu t 

starts rolling much earlier. 

Although

 n 

deal

 

Butterworth

 

esponse m ay e

 

chieved when

 

he ampling

 ate 

unrestricted, 

in

 reality, 

the

 

sampling

 rate is 

limited

 

by

 hardware and 

software

 considerations 

to

 a 

fixed 

rate.

 or 

example,

 

the

 J211 

uideline

 recommends a 

sampling

 rate of 10 kHz.

 

sing this

 

sampling

 rate 

to illustrate

 

its effects on

the

 frequency

 

response, it is clear 

the

 frequency response of 

the filters deviate noticeably from the ideal Butterworth response regardless of

 

the filter design 

method 

(Figures 

6 ,

 7 , 8, and 9 ). ince this deviation

 

is

 

unavoidable 

when 

the sampling

 

rate is fixed, 

10 

Page 15: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 15/42

it is necessary 

tq

 

se t

 

limits

 

fo r the

 

deviations

 beyond which

 the

 response 

would

 

be

 

unacceptable. 

The

 

J211

 

corridors

 which 

are superimposed

 

on

al l

 

the 

figures

 

in

 this

 

report

 

provide

 

these 

limits.

 f 

course, these limits are intended fo r

 

processing force and acceleration signals from

 

manikin crash 

tests, 

and

 

m ay

 

be

 redefined 

when

 

other applications

 emerge.

 n addition, the

 deviation 

occurs

 at

 

frequencies

tw o to

 three

 

times

 

the

 

corner

frequency.

 

n

 general,

 

these

 

frequencies 

should have

 been

 

reduced

 

already

 

y

 

the

 

use

 

of

 

antialias

 

analog

 

filters

 

prior

 to

 

the

 

analog-to-digital

 

conversion. 

Finally, the recursive

 

iltering routine provided in Appendix C, which implements he  

difference

 equation 

(10),

 should be 

discussed

 

briefly.

 ecause tw o 

prior

 samples 

(n-1

 and n-2) are 

required to 

compute

 

each current (n)

 sample, 

it is

 

clear the

 first

 filtered

 

sample

 that

 

can  be computed 

is

 

point

 no .

 

3. herefore, a starting method ha s to be devised to

 

deal with 

the 

initial 

conditions of

 

the

 

filter. 

the

 

code

provided in

 Appendix

 

C,

 the method

 used

 

is 

to

 extend

 the starting

 segment

 

of

 

the

 

signal

 

by

 

reflecting

 

points 2

 and

 3 symmetrically about point 

1 . 

This

 provides 

tw o

 

additional 

starting

 points

 

which 

are

 used 

to start

 

the

 

algorithm, then

 discarded.

 Other methods m ay have 

to

 

be

 

devised

 by the user to

 

deal with r take advantage 

of specific 

initial

 

conditions. 

lternatively, 

the 

user

 m ay

 

start digitizing the

 

analog

 

signal

 

earlier

 

than

 the

 

event

 

of

 

interest,

 

then

 

discard

 

the

 

startup 

segment 

of 

the filtered

 signal

 in order

 

to avoid the initial effects

 of 

the

 

filtering

 

process. nother 

comment

 

on  the

 

method given in  Appendix C ha s

 

to 

do

 with

 

memory allocation. 

ince

 one ofthe 

objectives

 of

 filtering

 

in the

 

time

 

domain

 is 

to

 

increase 

utilization of computer memory

 

fo r

 long 

signals instead 

of 

auxiliary

 

storage 

required

 by FFT filtering, 

this

 w as accomplished in  the provided 

code

 

at 

a

 small

 

cost

 

in

 

the algorithm

 

complexity. 

Conclusions 

A

 computer program

 w as

 

developed

to 

design a 

Butterworth

 low-pass

 

digital

 

filter

 using

 

the 

bilinear

 

transformation.

 

companion

 

program

 

w as

 

written

 

to

 

implement

 

the

 

filter

 

recursively

 

in 

the time 

domain. he

 

code

 

fo r 

these 

tw o

 programs is highly portable and m ay 

be

 recoded 

in

 any 

high-level language. he tw o programs offer 

a

 

flexible

 an d memory efficient alternative 

to

 FFT 

filtering an d

 

have

 

been 

demonstrated

 to

 

be stable and

 

accurate.

 he

 

frequency

 

response of the J211 

filters was compared 

to

 those designed

 

by ou r

 

methods. o advantage w as found 

in

 one method

over 

the other

 

when the sampling 

rate

 w as 

fixed 

to 10 kHz. owever, the ideal Butterworth filter 

ca n be

 achieved

 

precisely

 

with 

the

 bilinear transformation

 

design program offered 

in this

 

report.

 

11

 

Page 16: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 16/42

Notes

 on frequency response plots 

The requency 

response

 plots

 

included

 

in this

 

report were generated point by point by 

passing 

sine

 wave signals ofdifferent

 

frequencies

 

through

 

the 

filter.

 

For

 the 

first

 

eight

 responses (Figures 2,

 

3,4, and 5 ), the

 

sampling rate w as 

variable,

 

that

 is 

each sine wave signal was sampled at 

a

 rate at least

 

1 0  times the  corner frequency ofthe filter 

or at least 10 times the frequency of  the sine wave being filtered, whichever was greater. 

For the remaining

 

eight

 

frequency

 

responses (Figures 6 , 7, 8, and 9 ), the sampling

 

rate

 

w as 

fixed at

 

10

 kH z

 

which 

is 

the 

rate

 

recommended 

by

 

the 

J211

 

guideline. owever, or the 

purpose 

of 

generating

 

these

 plots, the

 

sampling rate was never allowed

 

to 

be 

less than 

10

 

times 

the

 

corner frequency

 

in 

order

 to

 allow 

sufficent number

 of

 

samples

 

pe r period.

 

To

 deal

 with

 

the end 

effects

 of

 

the filter,

 only 

the middle 

third

 

portions

 of

 the

 

input

 and

 

output

 

time 

signals

 

were

 

scanned

 

to determine

 

the

 

peak-to-peak

 span

 

of 

the

 

sine wave

 

signals. 

The erratic behavior

 

in some of  the frequency

 response 

plots at

 

high 

frequencies

 of 

both

 

designs may be explained by the small numerical value of  the peak-to-peak 

range

 in the 

filtered output which tends to be overcome 

by

 numerical rounding and truncation errors 

resulting

 

in

 

the

 

observed

 behavior.

 

n

 

an

actual digital signal, these

 

high frequencies should 

have been attenuated 

already

 

by

 antialias filters 

so 

that

 these 

numerical 

artifacts

 should 

not

 

be significant. 

Both 

second-order

 filtering stages were done in the forward direction. iltering direction 

affects

 

the

 

time-response,

 

bu t no t the

 

frequency

 

response

 

of  the

 

filter. 

The straight lines above

 

and below  the

 

frequency 

response 

curve

 

are 

those

 

defined 

in the 

J211 as boundaries of  

the

 accepted frequency 

response

 corridor.

 

he faint 

straight

 line in 

the

 

middle ofthe corridor is the asymptote to

 

standard 

Butterworth

 

response

 and 

has

 

a

 slope of 

24 

dB/octave,

 

i.e,

 12 dB/octave for each of  the tw o second-order filter sections. 

The unlabeled horizontal grid line between 0  and

-10

 dB corresponds to the - 3 dB attenuation 

level.

 

12 

Page 17: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 17/42

References

 

Cappellini,

 

V., Constantinides,

 A.

 G., 

and

 Emiliani, P.

 

978. Digital filters and their

 

applications . 

Orlando, 

FL:

 Academic Press, Inc. 

Gold,

 

B.,

 

and

 

Rader,

 

C.

 

M.

 

969 .

 Digital

 

processing

 

of

 

signals

.

 

New

 

York:

 

cGraw-Hill.

 

Oppenheim, 

A.

 V., and Schäfer, R.

 

W.

 

1975. Digital

 signal

 processing . nglewood Cliffs, NJ : 

Prentice-Hall. 

Society of

 

Automotive Engineers. 

994. nstrumentation

 

for

 

impact

 

tests . arrendale,

 PA: AE 

safety instrumentation

 

standards committee.

 

AE J211

 

draft guidelines. 

13

 

Page 18: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 18/42

Butteruorth  corner

 

10 8 

H z , 

tages:

 FF

  Uariable  

sampling 

dB) 

8

 

-1 8 

-Z B 

-3 8 

-4 8 

-5 8 

1 8 

- s^ . 

>\\A

 

 

r^ \

 

\

 

\\\

 

j-

 

——i—,—1_ 

\

 

58 

18 8

 

Frequency ( H z ) 

588

 

1888 

J211 CFC   68

 

corner 

18 8

  H z , 

tages:

 FF

  Uariable

 

sampling

 

( d B ) 

-1 8

 

-2 8

 

-38

 

-4 8

 

-5 8 

1 8

 

:r

>^

4̂ \ 

r ;

\4

 

\\N

 

\

 \ \

\

 

58 

18 8 

Frequency

 

( H z )

 

588  1888 

Figure

 

2. 

requency

 response 

of 

100-Hz

 

filter designed

 or 

variable

 

sampling

 

rates

 

standard

 

Butterworth

 

method

 

(top)

 

compared

 

to SAE

 J211

 

CFC 

6 0

 filter (bottom). 

14 

Page 19: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 19/42

Butteruorth

 

corner  38 B  H z ,

 tages: 

FF

 

Uariable   sampling 

dB) 

B

 

-10 

-20 

-30  

-40 

-5 0

 

 

H-^""*

,

V-  \

 

|

 

V  

\

 

\

 

\

\

50

 

10 0

 

00  1000 

Frequency

 

H z ) 

JZ11

 

CF C

 180  corner 

30 0  H z ,

 tages: 

FF

  Uariable

 

sampling 

dB)

 

-1 8

 

-20 

-30 

-40 

-5 8 

I  

\

 

^

 

A . 

S

 

\v 

\

 

50

 

10 0 00  1008 

Frequency

 

H z ) 

Figure 3. 

requency

 response 

of

 30 0 -Hz filter

 

fo r

 

variable sampling rates 

designed 

by standard 

Butterworth method

 

(top) compared to

 

SAE

 J211

 

CFC 

18 0

 filter

 

(bottom). 

15 

Page 20: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 20/42

Butteruorth corner

 

18BE  

H z,  

stages: F F  

Uariabl

 

ampl

 ing 

dB) 

8

 

T * S ^  

\  \ 

-18

 

r

 

\\

 

-28 

\i

 

38  

W  

\

\

w  

-48

 

\

 

-58 

1 8 8 

588  1888 

Frequency ( H z ) 

5888 

J211

 

CFC

 

68 8

 

corner 

B88  H z , 

tages: FF  Uariable

  sanpling 

dB) 

-18

 

-2 8 

-3 8 

-4 8 

-5 8 

\

 

V\\

 

\

 

\

 

1 8 8 

588 

18B8

 

Frequency

 

( H z )

 

5088 

Figure 4.

 

requency response of 1000 -Hz 

filter

 

fo r variable

 

sampling

 

rates

 designed by standard 

Butterworth

 method 

(top) 

compared to

 

SAE 

J211

 

CFC 6 0 0

 

filter

 

(bottom). 

16 

Page 21: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 21/42

Butteruorth  corner 65 9 

H z ,

 tages: FF  Uariable  sampling 

( d B ) 

-18 

-28 

-38 

-48 

-58

 

i

 

— ^-O -V-

 

S

 

V

 

0

 

\

 

\\

\

t  \ 

\

 

5 8 8

 

1888 

Frequency

  H z )

 

58BB 

J211  CF C 1888 orner 

658

 

Hz, 

tages:

 FF 

Uariable   sampling 

( d B ) 

8

 

-18 

-2 8 

-3 8

 

-48 

-5 8 

~\"*-J-.

 

NA

 

\\

 

5 8 B 

1888

 

Frequency 

Hz)

 

58B8 

Figure 5 . 

requency 

response 

of

 1650 -Hz

 

filter

 

fo r variable

 

sampling rates designed

 

by standard 

Butterworth method

 

(top) compared to

 

SAE 

J211

 

CFC 10 0 0

 

filter

 

(bottom). 

17

 

Page 22: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 22/42

Butteruorth  corner  10 0  H z , 

tages: FF 

10000 

Hz

  sampling 

( d B ) 

- i a 

-20 

-3 0 

-4 0 

CO

 

s^A 

~ H

 

\

 

1 0  50 

10 0

 

500

  1000

 

Frequency 

( H z )

 

JZ11  CF C 

60

  corner

 

10 0 

H z , 

tages: 

FF

  10000  Hz  sampling 

dB) 

-10

 

-20 

-30 

-40 

-50

 

k

\

 

\

 

 

\

  \ 

y

 

\

 

1 0

 

50

 00  

Frequency

 

( H z )

 

500 000 

Figure 

6 . 

requency

 

response of

 

100 -Hz

 

filter

 

fo r 10 kH z

 

fixed sampling 

rate

 

designed

 by standard 

Butterworth

 method (top)

 

compared to

 

SAE 

J211

 

CFC 6 0

 filter

 

(bottom) 

18 

Page 23: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 23/42

Jutteruorth

 

corner  388  H z ,

 

tages

 

FF 

18888  H z   sampling 

dB)  

g

 

10  

28 

38 

48 

A

 

\

 

A

V

 

^

\1

 

\

s

 

\

 

58  188 88  1B80 

Frequency

 

H z ) 

JZ11

  CF C

 

18 8

  corner 

388  H z ,

 tages: FF 

18888  H z   sampling 

dB) 

8  

-18

 

-28 

-30 

-40

 

-50 

T ~ 

\\

 

^

^

 ̂

\

 

\

 

50

 

8 0 88

 

8 00  

Frequency ( H z ) 

Figure 7. requency response of  300-Hz filter for 1 0 kHz fixed sampling rate designed by standard 

Butterworth method (top) compared to 

SA E

 J211

 

CFC 

18 0 filter (bottom). 

19 

Page 24: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 24/42

Butteruorth  corner 088  

H z ,

 tages: FF 

18880

  H z   sampling 

dB) 

-18 

-28 

-38 

-48 

-58 

1 8 8 

588

  1B8B 

Frequency  H z ) 

-  ̂

s\ 

:\V 

^

i\ 

\

 

\

,\

5888 

J211

  CF C  688

  corner

 BB B

  Hz , tages: FF 

1BBB8 

H z sampling 

d B )

 

-IB 

-ZB 

-3B 

-4 8 

-58 

I B B 

: : : : :

Ö" 

» >

 \

 

\

v\\

 

\

\\

 

\

,\

588

 

1BB8

 

Frequency 

H z )

 

50B0 

Figure

 

8. requency 

response

 

of

 

10 0 0 - H z

 filter 

fo r

 

10

 kH z fixed sampling rate 

designed

 by 

standard

 

Butterworth method (top) compared to SAE 

J211

 CFC 

6 0 0

 filter (bottom). 

20 

Page 25: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 25/42

Butteruorth 

corner

 65 8

  H z ,

 tages: FF 

10808  H z   sampling

 

( d B ) 

-10 

-Z0 

-30  

-40 

-50 

~~~ -^

s

V

 

\

N

 

4

 

• N  

\

 

5 B 0

 

1080 

Frequency

 

H z ) 

5088 

JZ11

  CFC 

1000

 orner 65B 

H z ,

 tages: 

FF

 

10080

 

H z

  sampling 

dB) 

0

 

-IB

 

-20 

-3B 

-4 0

 

-50 

\̂ » \̂  V  

NA 

w

 

\

\

\

\

N

 

5 0 0  1000 

Frequency  H z ) 

5000 

Figure 9 . requency 

response

 of 

1650 -Hz

 filter fo r 

10

 

kH z fixed

 

sampling rate

 

designed by

 

standard 

Butterworth method (top) compared to SA E 

J211

 

CFC 10 0 0 filter (bottom). 

21

 

Page 26: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 26/42

Appendix 

A

.

 

Program to filter in the 

frequency

 domain. 

ii

 

ii

 

ii

 

ii

 

ii

 

ii

 

i

 

i

 

ii

 

ii

 

ii

 

ii

 

i

 

i

 

ii

 

ii

 

ii

 

ii

 

ii

 

ii

 n 

ii

 

ii

 

ii

 

ii

 

ii

 

ii

 

i

 

i

 

i

 

ii

 

ii

 

ii

  n ||

 

|

 

|  |

 

|,

 

,|

 

 

 

 

ii

 

ii

 

M

 n n 

ii

 

ii

 

H

 

i

 

ii

 

|

 

|

 

H

  |

 

,

 

 „ 

SUBROUTINE  fftfilter

  signal, 

npts,

 

samhz, 

corner,

 order) 

II 

n

 li li II n

 

I I I 

n

 

I I n

 

I I I 

n

 li 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

1  1 

n

 

n

 

n

 n

 

l

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

u

 

n

 

1  1

 

1

 

This 

subroutine 

d e s ig n s 

a

 But t erwo r t h

 

filter

 

an d applies 

it

 

to

 

the

 

the

 

signal.

 

It 

requires

 a fast 

Fourier

 t r a n s f o r m  FFTO

 r ou ti n e

  not

 

provided

 

here) because

 f i l t e r i ng

 

is

 done

 

in the

 

fr equency do m ain, 

Parameters:  

I I 

ignal . .

 

r r a y co nt aining signal bef or e an d a f t e r

 

f i l t e r i n g 

pt s

 

. . umber o f

 

samples

 

in signal 

amhz

 

. .

 

ampling rate o f 

signal, 

in H e r t z 

o r n e r

 

. .

 3

 dB c o r n e r o f desir ed

 

But t erwo r t h 

filter, 

in H e r t z 

npo les

 

...

 

number

 

of

 

poles

 

of

 

But t er o r t h

 

filter,

 

must

 

be

 

even

 

n

 

i

 

l

 

I I I I n

 

I I I I I I I n

 

i

 

I I I n

 

I n

 

II I I I I I I n

 

I I I I  II I I 

 

 

 

 

 

 

n

 

n

 

1

 

n  1 n u  1  1 n n

 

1 u n

 

REAL*4

 signal *)

 

funhz

  samhz 

/

 npts 

wfund  funhz

 

/

 c o r n 

o r d e r  nplo es

 

/

 

power  2 *

 

o r d e r

 

nfreq 

npts 

/

 

CALL

 

fft

 

npts,

 

signal,

 

+1)

 

t r a n s f o r m

 

to

 

frequency

 

d o m a i n

 

DO

 k =

 

1 , nfreq

 

ib

 

=

 

2

 

*

 

ia

 = 

ib

 

wfrq

 

=  k- 1  *

 wfund

ginv =

 

1

 

+ wfrq ** power 

gain =

 

1

 

/

 

SQRT ginv

 

signal ia 

gain

 *

 signal ia 

signal{ ib  = gain *

 

sig nal ib

 

END 

DO

 

CALL 

fft  npts, signal, -1)

 t r a n s f o r m  back 

to

 

time

 d o m a i n 

RETURN

END 

22

 

Page 27: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 27/42

Appendix 

B

.

 

Program

 

to 

design

 

Butterworth 

low-pass 

filters. 

n

i i  

n

 

ii

 

i i   t i   i i

 

n

 

i i  

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

  l l

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

SUBROUTINE  designbutter

 

samhz, 

corner, nsect,

 

acof, 

bcof) 

II I I i

 

ll

 

li  I I

 

I

 n

 

II I I I I I I I

 n 

II I I I I I I

 

I

 

I

 

I

 

I I I I I 

n

  II I 

II I I 

n

 I

 

I

 

I I I I I I I I I I I I I

 n

  I I I I

 n

 I I I I

 

I I I I

 

I

 

n

 

ubroutine

 

to design 

low-pass

 But t erwo r t h

 digital

 filters.  The

 f i l t e r

 is 

btained by

 using the

 

bilinear t r ansfo r m at io n to

 

t r a n s f o r m

 

a n a l o g filt er

 

quations

 

to

 d ig i t a l 

domain.

  Filt er ing is acco mplished  by a c a s c a d e o f 

eco nd-o r der

 

s e c t i o n s which 

are

 d e f i n e d by the o r d e r o f the 

filter .

 

Implem ent at io n in the

 

t im e-do m ain is recursive.  A r gum ent s are: 

Input:

 

II

 

s a m h z

  . . .

 

given

 

s a mp l i ng

 

rate

  Hz ) 

of

 

digital

 

signal.

 

II

 

co r ner 

. . .

 

given

 

f i l t e r c o r n e r frequency 

Hz) 

wher e 

the 

magnitude

s -3

 

dB

 

half-power point ) . 

n s e c t

 

. . .

  given number

 

of

 2 n d-or d e r s e c t i o n s

  pole-pairs) . 

The 

umber of 

poles

 o f

 

the

 

filter 

will

 be 2 x nsect . 

t i 

Output: 

II

 

a c o f  co efficient s

  A0,A1,A2) 

o f

 2nd-o r der 

f i l t e r

 

s e c t i o n s 

bcof . . 

c o e f f i c i e n t s

  B0,B1,B2) o f 2nd-o r der 

f i l t e r

 sect io ns 

n

 

Imp l e m e n t a t i o n : 

II  

Recur sive

 

filt er ing 

through e a c h

 2nd-o r der 

s e c t i o n

 is performed by

the d i f f e r e n c e equation:

 

II  

Y n) = AO  X n) + Al

 

* X n-l) + 

A2

 * 

X n-2) 

Bl

 

Y n-l)

 

B2

 * 

Y n-2)

 

n

 

II

 n

  II

 

I

 

I

 

I I I

 

I

 n 

II I

 n 

II

 

I I I 

II I I 

n n n n n n

 I I I 

n n n n 

II 

II 

n n n n n n n n n n n it n n n n n n n n

 

n n  1 it  1 n n

 

t n  1 u n

 

1 n n  

REAL*4 acof 3,*),

 

bcof 3,*) 

REAL*4 pie /3. 1 4 1 5926 5 3 5/ 

wc

 

= c o r n e r /

 

samhz 

fact = TAN

pie 

*

 wc 

npoles 

=

 

n s e c t

 

s e c t o r = pi e / npo les 

wedge 

s e c t o r

 /

 

2.

 

23

 

Page 28: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 28/42

DO

 m =

 1, 

nsect 

ang

  = wedge

 

*

 

2*m  1 

xm

 

-

 fact 

*

 COS ang 

ym

 

=

 

fact

 

*

 

SIN

ang

 

den = 1. xm

 

)**2

 

+ ym**2 

u r n

 

TO

 

=  . 

xm**2

 

ym**2

 

)/ den 

2. 

* ym  / de n 

bcof l,m) 

1 .

 

bcof 2,m) -2. * u r n

 

bcof 3,m) um um+vm vm

 

s um = bcof l,m) + bcof 2,m )

 

+ bcof 3,m ) 

acof l,m )

 

sum

 / 

4.

 

acof 2,m )

 

sum 

/

 

2.

 

acof 3,m ) 

sum

 / 

4.

 

END DO 

RETURN

END 

24 

Page 29: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 29/42

Examples 

of 

filters

 

designed

 with

 the

 des ignbutter routine listed in

 this

 

appendix 

Design 

method:

  Standard Butterworth 

Sampling rate: 

samhz 

=

 

10000

 

Hz

Filter corner

 

=

 

100

 

Hz 

No . 

sections

  = 

Filter coefficients: 

Section

 

1  Section

 

JL.

 

aO

 

acof l)

 

=

  .932544E-

 0

3

 

.963479E-

 

0

3

 

al 

acof 2) 

.186509E-

 02 

.192696E-

 02 

a 2 

acof 3) 

=  .932544E- 

03 

.963479E-

 

03 

bl 

bcof 2) 

-1.88661

 

-1.94922

 

b2

  bcof 3)

 

.890340

  .953070 

Design 

method: 

Standard

 

Butterworth

  Filter corner  300 H z

 

Sampling 

rate: 

samhz

 =  10000 Hz  No . sections 

=

 

Filter

 

coefficients: 

Section

 1 

Section

 2 

aO

 

. . .

  acof l)

  = 

.754943E-02

 

.826380E-02

 

al 

.   .

  acof 2) 

.150989E-01  .165276E-01 

a 2

 

.   . 

acof 3)  = 

.754943E-02

 

.826380E-02

 

bl  .   .

 

bcof 2)  =  -1.67466  -1.83313 

b2

 

. . 

bcof 3)  = 

.704859  .866181 

Design

 

method:  S t a n d a r d Butterworth

 

Filter corner  1000 Hz 

S am pling rate: 

samhz

 =  10000 Hz No . ections 

=

 2 

Filt er 

c o e f f i c i e n t s : 

Section 1 

Section

 

k

 

aO

 

. . .

  acof l)  = 

.618852E-01  .779563E-01 

al

 

.  

.

  acof 2)

  = 

.123770

 

.155913

 

a 2 

. .

  acof 3)  = 

.618852E-01

 

.779563E-01

 

bl 

.   .

 

bcof 2)

  =  -1.04860  -1.32091 

b bcof 3)

 

.296140  .632739 

Design 

method:

 

Sampling

 rate: 

Standard Butterworth

 

samhz = 

16500

 Hz

Filter

 

corner

 

No .

 

sections 

1650

 

Hz 

2

 

Filter

 

coefficients:

 

a O

 

. .

  acof 1) 

=

 

al

a 2 

bl 

b2 

acof 2) 

acof 3) 

bcof 2) 

bcof 3) 

Section

 1 

.618852E-01 

.123770 

.618852E-01 

-1.04860 

.296140 

Section

 2 

.779563E-01 

.155913 

.779563E-01 

-1.32091 

.632739 

25 

Page 30: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 30/42

Appendix C. 

Program to implement a second-order filter in the time domain. 

I

 

ii

 

H

 

H

 

H

 

ii

 

ii

 

ii  H

 

ii

 ti 

ii 

i

 

i

 

i

 i

 ii

 

i

 

i

 

i

 

ii

 

ii

 

ii

 

i

 

i

  ii

 

ii

 

H

 it 

i

 

i

 

i

 

i

 

ii

 

ii

 

ii

 

ii 

ii

 

ii 

,

 

 

 

 

 

 

„ „ „ „

 

 

 

„ „ „

 

 

 

„ 

SUBROUTINE  filt er_2nd_o r der 

( x , 

npt, a , b) 

ii

 

II I I I I I

 

I

 

I

 

I

 

I

 

I I I

 

n  I

 

n  I

 

I

 i

 

i

 

i

 

ii

 

i,

 „ „

 

 

 

 

„ „ „

 

„ „

 

„ „

 

 

 

 

 

 

 

 

„ „

 

 

 

„ „

 

 

 

 

 

„ „ „ „ „

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

 

n

»  Subroutine

 

for r ecur sive applicat io n

 

o f seco nd-o r der

 f i l t e r 

to a time

 

d o m a i n signal.

 

I I  

Inside 

this

 

routine, filt er ing is

 

forward.

  Backward filt er ing may

 

be 

a c c o m p l i s h e d by r ever sing 

the

 signal pr io r to c a l l i n g 

this

 routine, 

t h e n r e s t o r i n g the 

o r d e r

 upon r etur n of

 

the

 f i l t e r e d

 signal. 

I I 

he f i r s t 

two

 

po int s

 

are

 r eflect ed about the i n i t i a l po int 

to

 pr o duce 

r easo nable

 

st ar t ing

 

method.

 

Other

 

initial

 

c o n d i t i o n s

 

may

 

d i c t a t e

 

t h e r s t a r t i n g m e t h o d s . 

I I  

By

 sliding the f i l t e r

 window 

a l o ng the 

time

 

axis, 

the 

need

 

fo r

 auxiliary

s t o r ag e

 is

 eliminated,

 allowing 

the full

 

u t i l i z a t i o n o f

 computer 

m e m o r y . 

I I 

This r ou ti n e i l lu s t r a t e s the

 

c o r r e c t usage o f 

the

 f i l t e r 

c o e f f i e n t s

 

in

 

the

 d i f f e r e n c e equation: 

Y n)

 = 

A0*X n)

 + Al*X n-l) + A2*X n-2) Bl*Y n-l)

 

B2*Y n-2) 

Arguments:

 

x

O

 

••  upon entry, an 

a r r a y

 co nt aining the unfiltered signal, 

nd 

r eplaced

 by the f i l t e r e d signal upon 

return,

 

npt

 

..  number of samples

 

in the x ) signal

 

array . 

I I 

a

<)

 

  a r r a y co nt aining AO, Al, a nd A2

 

c o e f f i c i e n t s o f

 

f i l t e r 

f a

0

 

• •  a r r a y 

co nt aining

 BO,

 Bl,

 a nd B2 c o e f f i c i n e t s 

of

 f i l t e r 

ote:

  BO must be supplied 

even

 

through

 

n o t

 

used.

 

n

 

li

  I

 

n I

 

I

 n 

II I

 

I

 

n I

 

I I I I I

 

I

 

I

 

I

 

I

 

I

 

I

 

I

 

n  I n I

 

I I I I 

n „ „

 

 

 

, „ 

n

 

II I I n I

 

n t

 n n n n u n n n n  1 n

 

n n n n n

 

n n

 

REAL*4 

x *),

  a *), 

b *)

aO l) 

al 

2)

a2

 

3)

bl

 

2)

b2

 3)

26

 

Page 31: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 31/42

xn O = 

x l)

 

xnl

 

= 2

 

* xnO

  x 2)

 

xn 2

 =

 

2

 

* xnO

 

x 3) 

y nl 

=

 

xn2

 

yn2

 

=

 

xnl

 

ynO 

=

 aO

  xn O

 

+

 al  xn l

 +

 

a2  xn 2 

bl  y n l 

b2 *

 

yn2

 

x l) = ynO 

xn 2 = xn l 

xnl

 =

 

xnO

 

xnO = 

x 2) 

yn2

 = y n l 

yn l 

=

 ynO 

ynO 

=

 aO

  xnO

 

+

 

al

 

xnl 

+

 

a2 * 

xn 2

  bl

 

*

 yn l

  b2  yn2

 

x 2) = y nO 

y n l

 = 

x 2)

 

yn2 =

 

x l)

 

DO n =

 

3 ,

 

npt

 

y n =

 

aO  x n) + al

 

* x n-l) +

 

a2  x n-2)  bl

 

y n l

  b2  yn2 

x n-

 

=

 

yn2

 

yn2  = 

y n l

 

y n l

 

= yn

END DO 

RET URN 

END 

27 

Page 32: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 32/42

Appendix

 

P

Program

 to 

design

 a filter pe r 

SA E

 J211 (draft) guidelines. 

I

 n n n n 

ii

 

ii

 

ii

 H 

ii

 n 

ii

 

ii

 H 

ii

 

ii

 

ii

 

ii

 

ii

 n n 

ii

 

ii

 n n n n 

ii

 H 

ii

 H 

ii

 H 

i

 

H

 

ii

 

ii

 n  

ii

 

ii

 

ii

 

i

 n „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „  

SUBROUTINE  design J211  samhz,

 corner, nsect,

 

acof, 

bcof) 

II

  II

 

I

 

I

 

I

 

i

 

II 

I

 I

 

I

  H 

II  n M  II

 

H

 n 

II

 

H

 

n n n n 

ii

 n 

ii n 

H

 

H

  i

 

H

 

ii

 

II

 

I

 

i

 

ii

 

H

 

„ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „

 

 

„ „ „ „ „ „ „

 

 

 

 

„ „ „ „ „

 

„ „ „ „

 

 

„  

II 

ubroutine

 

to design 

low-pass

 

digital

 

filter 

using

 

equations 

recommended

y

 the S AE J211 

guideline 1994,

 draft ) .  A ll J211

 c h a n n e l 

c l a s s

 f i l t e r s 

CFC 

60,

 

180, 300, 

a n d

 1000)

 

are der ived f r o m

 

a 4 -t h

 

o r d e r Butterworth 

ilter,

 

modified 

to keep the filter r e sp on s e i n s i d e

 a

 d e s i r e d fr equency 

espo nse c o r r i d o r .  A r gum ent s are: 

Input:

 

samhz 

co r ner 

n s e c t 

Output: 

acof 

bcof 

given sampling rate

  Hz)

 o f 

d ig i t a l 

signal. 

given 

filter

 

c o r n e r

 frequency  Hz ) wher e

 

the magnitude

 

is -3 dB

 

half-power

 

po int ) .  This is equal to

 

the class 

C FC o f the filter,

 divided

 

by 0. 6

 

factor .

 

given

 

number of 2nd-o r der s e c t i o n s  pole-pairs) . 

Fo r

 the 

J211 

filters, 

there 

are

 

2

 i d e n t i c a l sections. 

co efficient s  A0,A1,A2) o f 2nd-o r der 

f i l t e r

 

s e c t i o n s 

. . . 

c o e f f i c i e n t s

  B0,B1,B2) o f 2nd-o r der

 

filter sect io ns 

mp l e m e n t a t i o n :

 

ecur sive

 

filt er ing 

through

 e a c h 2nd-o r der 

s e c t i o n

 is performed

 

by

he

 d i f f e r e n c e equation:  

n) 

=

 

A0

  X n) 

+

 

Al

 

*

 X n-l) 

+

 

A2 

X n-2)

 

Bl 

*

 

Y n-l) 

B2

 *

 

Y n-2)

 

I I 

II II II II II II II II II II II II II II L   | || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

REAL*4

 

acof 3,*),

 

bcof 3,*)

 

REAL*4 

pie 

/3. 1 4 1 5926 5 3 5/ 

c l a s s

 

=

 

0. 6  co r ner 

IF

 

NINT

  corner)

 EQ.

 1 6 5 0

  class 

1000

 

28

 

Page 33: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 33/42

ts 

=

 

1 . 0 0 /

 

samhz 

sr2

 =

 SQ RT

 

2.0)

 

wd =

 

2 . d 0  pie * c l a s s * 2 . 0 7 7 5 

a rg = wd * ts

 

/

 

2.

 

wa

 

=

 

TAN

 

arg)

 

wa 2 = wa

 

* wa

 

d e n =

 

.

 

sr2 

wa + 

wa 2 

aO = wa2 / d e n 

al

 

=

 

2. *

 aO 

a2 =

 

aO 

bO

 = 1. 0 

bl

 

=

 

2. 

*  wa2  .

 

/ d en 

b2 = 

1.

  sr2 

wa 

+

 

wa 2  /

 de n 

DO

 

m = 1 ,

 

n s e c t 

aco£ l,m ) =

 

aO 

acof 2,m ) = 

al

 

acof 3,m) = a2 

bco f 1 m) 

1 .

 

bc of 2

 m) 

bl 

bc of 3 

m)

 

=

 

b2 

END 

DO

 

RETURN

END 

29 

Page 34: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 34/42

Design m et h o d :  S AE J211 

guideline 

Filter c o r n e r

 

100 H z 

S am pling rate:

 

sam h z

 

=

 

1 0 0 0 0

 H z 

No . 

s e c t i o n s 

2

 

Filter c o e f f i c i e n t s : 

S e c t i o n

 1 

S e c t i o n

 2

 

aO 

. . .

 

acof 1 )

  = 

.145237E-02

 

.1 4 5 2 3 7E- 0 2

 

al

 

...

  acof 2 )  = 

.2 9 0 47 4E - 0 2 

.290474E-02

 

a2 

...  acof 3)  =

 

.1 4 5 2 3 7E- 0 2 

.145237E-02  

bl

 

. . .  bcof 2)

  = 

- 1. 8 8 9 3 4 

- 1. 8 8 9 3 4 

b2  bcof 3)  =

 

.8951 53 

.8951 53

 

Design m et h o d : 

S am pling rate:

 

S AE J211 guideline

 

samhz

 

=

 

1 0 0 0 0

 

H z

 

Filter c o r n e r = 300 H z 

No. 

s e c t i o n s 

=

 

2

 

Filt er

 

c o e f f i c i e n t s :

 

S e c t i o n

 

1

 

S e c t i o n

 

2

 

aO

 

. . .  acof l)

 

=

 

.117963E-

 01

 

•117963E-

 01 

al

 

...  acof 2 )

 

.23 5 925E-

 

0  .23 5 925E-

 01 

a2

 

...

  acof 3) 

=

 

.117963E- 

0 1

 

.117963E-

 

01

 

bl

 

. . .  bcof 2)

 

-1.67012  

-1.67012 

b2

 

. .  

bcof 3) 

.717303

 

.717303 

Design

 

m e t h o d : 

S am pling rate: 

S AE

 J211 guideline 

sam h z

 

=

 

1 0 0 0 0

 

H z

 

Filter c o r n e r 

No. 

s e c t i o n s 

1000

 H z 

2

 

Filter

 

c o e f f i c i e n t s 

S e c t i o n 1 

S e c t i o n

 2 

aO 

. . .

 

acof l)

 

.971 8 4 6E - 0 1 

• 971 8 4 6E - 0 1

 

al

 

...  acof 2 )

 

=

 

.194369

 

.194369 

a2

 

...

  acof 3)  = 

.971 8 4 6E - 0 1

 

• 971 8 4 6E - 0 1

 

bl

 

. . . 

bcof 2) 

-. 9 4 5 57 4 

-. 9 4 5 57 4 

b2 . . . 

bcof 3) 

.33431 2

 

.33431 2 

Design

 m e t h o d :

 

S AE J211 guideline

 

S am pling rate:

 

sam h z = 

1 6 5 0 0

 H z 

Filter

 

c o r n e r 

No . 

s e c t i o n s 

1650 

H z 

Filt er c o e f f i c i e n t s : 

aO

 

acof l)

 

al

 

acof 2 )

 

a2 

acof 3)

 

bl

  bcof 2) 

b2

 

bcof 3) 

S e c t i o n

 1 

.987937E-01

 

.197587

 

.987937E-01

 

, 93 5 63 2

 

.330807

 

S e c t i o n

 2

 

.987937E-01

 

.197587

 

.987937E-01 

.93 5 63 2

 

.3308 07

 

30

 

Page 35: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 35/42

Initial distribution 

Commander , 

U.S.

 Army Natick Research,

 

Development 

and

 Engineering

 

Center 

ATTN: 

SATNC-MIL

 

(Documents

 

Librarian)

 

Natick, M A

 01760 -5040  

Chairman 

National 

Transportation

 Safety

 

Board 

80 0

 

Independence

 

Avenue, S.W.

 

Washington,

 

DC

 

0 5 9 4 

Commander 

10th

 

Medical Laboratory 

ATTN:

 

Audiologist

 

A PO New

 York 

9180

 

Executive Director,

 

U.S.

 

Army Human 

Research and 

Engineering Directorate

 

ATTN:

 

Technical

 

Library

 

Aberdeen 

Proving

 Ground, MD

 21005

 

Commander 

Man-Machine

 

Integration

 

System 

Code

 

6 0 2 

Naval

 Air

 Development

 

Center 

Warminster,

 

PA

 

18974

 

Commander 

Naval 

Air

 Development

 Center 

ATTN:

 

Code602-B

 

Warminster, 

PA

 

18974

 

Naval

 Air Development

 

Center 

Technical Information Division 

Technical Support Detachment 

Warminster,

 

PA  18974 

Commanding 

Officer

 

Armstrong Laboratory 

W right-Patterson

 

A ir

 Force Base,

 

OH 45433-6573 

Commanding

 

Officer,

 

Naval Medical

 

Research

 and Development Command 

National 

Naval

 Medical Center 

Bethesda,

 

M D

 

20814-5044

 

Deputy

 Director,

 

Defense

 

Research 

and

 Engineering 

ATTN:

 

Military

 Assistant 

fo r Medical

 and

 Life Sciences

 

Washington, DC 0301-3080  

Director 

Army

 

Audiology

 

and 

Speech

 Center 

Walter

 

Reed Army

 

Medical

 

Center

 

Washington,

 

DC

 

0307-5001

 

Commander/Director

 

U.S. Army

 Combat

 

Surveillance

 

an d 

Target

 Acquisition

 

Lab

 

ATTN: 

SFAE-IEW-JS 

Fort Monmouth,

 NJ  07703-5305  

Commander , 

U.S.

 Army

 

Research

 

Institute

 

of

 Environmental

 

Medicine 

Natick,

 

M A 01760  

Library 

Naval Submarine 

Medical

 

Research

 Lab

 

Box

 

9 0 0 ,

 

Naval 

Su b 

Base

 

Groton, CT 

06349 -5900

 

Director

 

Federal

 

Aviation

 Administration 

FAA

 Technical

 

Center 

Atlantic

 

City,

 NJ

 

08405

 

Director 

Walter

 Reed

 

Army 

Institute

 

of

 

Research

 

Washington, DC 

20307-5100

 

31

 

Page 36: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 36/42

Commander ,

 U.S. 

Army Test 

and Evaluation

 

Command

 

Directorate 

fo r Test

 

and

 

Evaluation 

ATTN:

 AMSTE-TA-M 

(Human

 Factors 

Group)

 

Aberdeen

 

Proving

 

Ground,

 

M D 

21005 -5055

 

Naval

 Air Systems

 

Command 

Technical Air Library

 

9 5 0 D 

Room 278, Jefferson Plaza 

II 

Department of

 

the

 

Navy

 

Washington, DC 

0361

 

Director

 

U.S. Army 

Ballistic

 

Research

 

Laboratory 

ATTN: DRXBR-OD-ST Tech

 

Reports 

Aberdeen Proving

 

Ground, M D 21005

 

Commander 

U.S. 

Army

 Medical Research 

Institute of

 

Chemical

 

Defense

 

ATTN:

 

SGRD-UV-AO 

Aberdeen

 

Proving

 Ground, 

M D 21010-5425 

Commander 

USAMRMC 

ATTN: SGRD-RMS 

Fort 

Detrick,

 

Frederick,

 

M D 

21702-5012 

HQ 

DA (DASG-PSP-O) 

5109

 Leesburg Pike 

Falls Church, VA 22041-3258 

Harry Diamond

 

Laboratories 

ATTN:

 

Technical

 

Information Branch 

2800

 

Powder

 

Mill

 

Road

 

Adelphi, M D

 20783-1197  

U.S. Army

 

Materiel

 Systems 

Analysis

 

Agency 

ATTN: AMXSY-PA 

(Reports 

Processing)

 

Aberdeen

 

Proving

 

Ground 

MD 21005-5071 

U.S.

 

Army

 

Ordnance

 

Center 

and 

School

 Library

 

Simpson

 

Hall,

 Building 3071 

Aberdeen Proving Ground,

 

MD 21005

 

U.S. 

Army Environmental 

Hygiene 

Agency 

ATTN:

 

HSHB-MO-A

 

Aberdeen

 

Proving

 Ground,

 MD  21010  

Technical

 

Library

 

Chemical

 

Research 

and

 

Development

 

Center 

Aberdeen

 

Proving Ground, MD 

21010-5423 

Commander 

U.S.

 

Army Medical Research 

Institute 

of

 

Infectious

 

Disease 

ATTN:

 SGRD-UIZ-C  

Fort Detrick,

 

Frederick, MD 21702 

Director,

 

Biological

 

Sciences

 

Division 

Office 

of

 Naval Research 

6 0 0 North Quincy

 

Street 

Arlington,

 VA  22217 

Commandant 

U.S.

 

Army Aviation 

Logistics School 

ATTN:

 ATSQ-TDN 

Fort

 

Eustis, VA

 

23604

 

Headquarters

 

(ATMD)

 

U.S.

 

Army Training 

an d

 

Doctrine

 

Command

 

ATTN:

 

ATBO-M

 

Fort 

Monroe,

 

VA 

23651

 

32 

Page 37: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 37/42

IA F 

Liaison

 Officer 

fo r

 Safety 

USAF Safety Agency/SEFF 

9750 Avenue

 

G,

 

SE 

Kirtland Air

 

Force

 

Base

 

NM 87117-5671

 

Naval

 Aerospace Medical 

Institute 

Library

 

Building

 

1953,

 Code 0 3L  

Pensacola,

 

FL

 2 5 0 8 - 5 6 0 0

 

Command Surgeon 

HQ

 USCENTCOM (CCSG) 

U.S. Central

 Command

 

MacDill

 

Air

 Force 

Base,

 

FL

 

3608

 

Director

 

Directorate of

 Combat 

Developments

 

ATTN: ATZQ-CD 

Building 5 15

 

Fort Rucker,

 

AL

 36362

 

U.S.

 Air

 Force

 

Institute 

of 

Technology

 (AFIT/LDEE) 

Building

 640, 

Area

 

B

 

Wright-Patterson 

Air Force 

Base,

 

OH

 5433 

Henry

 

L. Taylor

 

Director,

 

Institute

 of

 Aviation 

University of Illinois-Willard Airport 

Savoy,

 

IL

 1874 

Chief, National

 

Guard

 Bureau 

ATTN: 

NGB-ARS

 

Arlington Hall Station 

111 

South

 George 

Mason

 

Drive

 

Arlington,

 

VA 

22204-1382

 

AAMRL/HEX 

Wright-Patterson 

Air

 Force

 Base, OH

 5433 

Commander 

U.S. 

Army Aviation

 

and 

Troop 

Command

 

ATTN:

 AMSAT-R-ES 

4300

 

Goodfellow

 

Bouvelard 

St.

 

Louis, M O

 

3120-1798

 

U.S.

 Army

 Aviation

 and 

Troop 

Command

 

Library

 

and 

Information

 Center

 

Branch 

ATTN: AMSAV-DIL

 

4300

 

Goodfellow

 

Boulevard 

St.

 Louis,

 M O  63120  

Federal Aviation Administration 

Civil Aeromedical

 Institute 

Library 

AAM-400A

 

P.O.

 

Box

 

25082

 

Oklahoma 

City,

 OK 3125 

Commander 

U.S. Army 

Medical

 

Department

 

and 

School

 

ATTN:

 

Library

 

Fort

 Sam

 Houston,

 

TX 8234 

Commander 

U.S.

 Army Institute

 

of 

Surgical

 

Research 

ATTN: 

SGRD-USM

 

Fort Sam Houston, 

TX

 

78234-6200

 

Air University

 

Library

 

(AUL/LSE)

 

Maxwell

 Air Force

 

Base, AL 36112 

Product

 Manager 

Aviation 

Life

 Support Equipment

 

ATTN:

 SFAE-AV-LSE 

4300

 

Goodfellow

 

Boulevard

 

St.

 Louis, 

MO

 

63120-1798

 

33 

Page 38: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 38/42

Commander

 

and

 

Director

 

USAE

 Waterways

 Experiment

 Station

 

ATTN: CEWES-IM-MI-R,

 

CD Department

 

3909 Halls

 Ferry

 

Road

 

Vicksburg,

 MS

 

39180-6199

 

Commanding Officer 

Naval

 

Biodynamics 

Laboratory 

P.O. Box 

24907 

New

 

Orleans, LA

 0189 -0407

 

Assistant Commandant 

U.S.

 

Army Field

 

Artillery School 

ATTN:

 

Morris

 

Swott Technical 

Library

 

Fort Sill, 

OK

 73503-0312 

Mr.

 

Peter

 

Seib 

Human Engineering 

Crew

 

Station

 

Box 26 6 

Westland

 Helicopters

 Limited

 

Yeovil, 

Somerset

 BA20 2Y B

 

UK 

U.S.

 Army

 Dugway 

Proving 

Ground 

Technical

 

Library,

 

Building

 5330 

Dugway,

 

UT

 

4022 

U.S.

 

Army

 

Y u m a

 

Proving

 

Ground 

Technical Library 

Yuma, AZ

 5364 

AFFTC Technical Library

 

6510 TW/TSTL 

Edwards

 

Air

 

Force

 

Base,

 

CA

 93523-5000 

Commander 

Code 3431 

Naval

 

Weapons

 

Center

 

China Lake,

 

CA

 3555 

Aeromechanics

 

Laboratory 

U.S.

 

Army

 

Research 

and Technical 

Labs 

Ames

 

Research Center,

 

M /S

 

215-1

 

Moffett Field, CA 94035

 

Sixth

 U.S. 

Army

 

ATTN:  SMA

 

Presidio of 

Sa n

 

Francisco,

 CA

 

4129 

Commander 

U.S.

 

Army 

Aeromedical

 Center 

Fort Rucker,

 

AL

 

6362

 

Strughold

 

Aeromedical

 

Library

 

Document

 Service

 Section

 

2511

 

Kennedy

 Circle 

Brooks

 

Air

 

Force

 

Base,

 

TX

 78235-5122

 

Dr.

 Diane 

Damos

 

Department of

 

Human

 

Factors

 

ISSM, 

USC 

Los Angeles, CA

 0089 -0021 

U.S.

 Army 

White

 

Sands

 

Missile 

Range 

ATTN:

 

TEWS-IM-ST

 

White

 

Sands

 Missile Range,

 

NM 

8 8 0 0 2

 

Director,

 Airworthiness 

Qualification

 Test 

Directorate (ATTC)

 

ATTN: 

STEAT-AQ-O-TR 

(Tech

 Lib) 

75 North 

lightline

 

Road

 

Edwards 

Air

 Force

 

Base,

 CA 

3523-6100 

Ms. Sandra G. Hart 

Ames 

Research

 Center

 

MS 262-3 

Moffett 

Field,

 CA 94035 

Commander 

USAMRMC

 

ATTN: SGRD-UMZ

 

Fort 

Detrick,

 Frederick,

 MD

 21702-5009

 

34 

Page 39: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 39/42

Commander 

U.S.

 Army

 

Health

 

Services

 

Command

 

ATTN:

 

HSOP-SO

 

Fort 

Sam

 Houston, TX 

78234-6000

 

U.

 

S. 

Army

 

Research

 

Institute 

Aviation R&D Activity 

ATTN: PERI-IR

 

Fort 

Rucker, 

AL

 

6362 

Commander

 

U.S.

 Army

 Safety

 

Center 

Fort Rucker, A L 

6362

 

U.S.

 Army

 

Aircraft

 Development 

Test Activity 

ATTN:

 

STEBG-MP-P

 

Cairns Army Air Field 

Fort Rucker,

 

AL 6362 

Commander 

USAM R M C 

ATTN: 

SGRD-PLC

 (COL R.

 

Gifford)

 

Fort 

Detrick, 

Frederick, MD

 

21702 

TRADOC

 Aviation LO 

Unit

 

21551, Box

 

A-209-A

 

A PO

 

AE

 

0 9 777

 

Netherlands 

Army

 Liaison Office 

Building 

6 0 2 

Fort Rucker,

 

AL 6362 

British Army

 Liaison

 

Office 

Building

 6 0 2 

Fort

 Rucker,

 

AL 6362 

Italian

 

Army

 Liaison

 

Office 

Building

 

6 0 2

 

Fort 

Rucker,

 

AL 6362 

Directorate

 

of

 

Training

 

Development

 

Building

 5 0 2

 

Fort

 

Rucker, 

AL

 36362 

Chief

 

USAHEL/USAAVNC

 

Field

 

Office

 

P. 

O. 

Box 716

 

Fort Rucker, 

AL

 6362-5349

 

Commander,

 U.S. Army Aviation Center 

and

 

Fort Rucker 

ATTN: 

ATZQ-CG 

Fort Rucker, 

AL

 36362 

Dr. Sehchang Hah

 

Dept. of Behavior Sciences 

an d 

Leadership,

 Building

 

601 ,

 

Room

 

28 1

 

U.

 S. 

Military

 

Academy

 

West Point, 

NY 0996 -1784 

Canadian Army 

Liaison

 Office 

Building 

6 0 2

 

Fort

 

Rucker,

 

AL 6362 

German Army

 

Liaison

 

Office 

Building 6 0 2

 

Fort

 Rucker,

 

AL 6362 

French

 

Army

 Liaison 

Office 

USAAVNC (Building 602) 

Fort

 

Rucker,

 

AL 6362-5021 

Australian

 Army 

Liaison

 Office 

Building 6 0 2

 

Fort Rucker, 

AL 

36362 

Dr.

 Garrison Rapmund 

Burning

 Tree

 

Court 

Bethesda,

 M D

 

20817

 

Commandant,

 

Royal

 

Air 

Force 

Institute

 

of

 Aviation

 

Medicine 

Farnborough, 

Hampshire 

GU14 6 SZ

 

UK

 

35 

Page 40: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 40/42

Defense 

Technical

 Information 

Cameron Station', 

Building

 5 

Alexandra, VA 22304-6145  

Commander , 

U.S.

 

Army 

Foreign

 Science 

and

 

Technology

 

Center

 

AIFRTA

 

(Davis)

 

220

 

7 th

 

Street, NE

 

Charlottesville,

 

VA 

22901-5396

 

Commander 

Applied

 

Technology

 

Laboratory 

USARTL-ATCOM  

ATTN:

 

Library, Building

 

40 1

 

Fort

 

Eustis,

 

VA 23604

 

Commander ,

 

U.S.

 

Air

 

Force

 

Development Test

 

Center 

10 1 West D 

Avenue,

 Suite

 

17 

Eglin Air Force 

Base,

 FL 

32542-5495

 

Aviation

 

Medicine 

Clinic 

TM C

 

#22, SAAF 

Fort Bragg, 

NC

 28305 

Dr. H. 

Dix

 Christensen

 

Bio-Medical

 

Science

 

Building, Room

 

753

 

Post

 

Office

 

Box

 

26901

 

Oklahoma 

City,

 

OK

 73190  

Commander ,

 U.S.

 Army

 

Missile 

Command

 

Redstone Scientific Information Center 

ATTN: 

AMSMI-RD-CS-R

 

/ILL

 Documents 

Redstone

 

Arsenal,

 

AL 35898 

Aerospace 

Medicine

 

Team

 

HQ

 

ACC/SGST3 

16 2 Dodd

 

Boulevard, 

Suite

 

00 

Langley

 Air Force

 Base,

 

VA

 

3665 -1995 

U.S.

 

Army

 

Research and 

Technology

 

Laboratories (AVSCOM)

 

Propulsion 

Laboratory

 

MS 

302-2 

NASA

 

Lewis Research Center

 

Cleveland,

 

OH

 

44135

 

Commander 

U S AM RM C

 

ATTN:

 

GRD-ZC 

(COL

 John F.

 Glenn)

 

Fort Detrick, Frederick, M D 21702-5012 

Dr.

 

Eugene

 S . Channing 

16 6

 

Baughman's

 

Lane 

Frederick,

 

MD 21702-4083

 

U.S. 

Army Medical Department 

an d School

 

USAMRDALC 

Liaison

 

ATTN: HSMC-FR 

Fort Sa m

 Houston,

 

TX 

78234 

NVESD 

AMSEL-RD-NV-ASID-PST  

(Attn:

 Trang

 

Bui) 

10221

 

Burbeck

 

Road

 

Fort

 

Belvior,

 

VA

 22060 -5806

 

CA

 

Av

 

Med

 

HQDAAC 

Middle Wallop

 

Stockbridge, Hants S020 8DY 

UK 

Dr.

 Christine

 

Schlichting

 

Behavioral 

Sciences 

Department

 

Box

 

9 0 0 ,

 NAVUBASE NLON 

Groton,

 

CT

 

06349 -5900

 

Commander 

Aviation

 

Applied

 

Technology

 

Directorate 

ATTN: AMSAT-R-TV 

Fort Eustis, VA

 

3604-5577

 

36 

Page 41: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 41/42

COL

 Yehezkel

 

G. 

Caine,

 

M D

 

Surgeon General,

 

Israel

 Air 

Force

 

Aeromedical Center

 

Library

 

P. 

O.

 Box 02166

 I.D.F.

 

Israel

 

71st 

Rescue

 

Squadron

 

71st RQS/SG 

1139

 

Redstone

 

Road

 

Patrick 

Air

 Force

 

Base, 

FL 

32925-5000

 

HQ ACC/DOHP 

20 5

 

Dodd Boulevard, Suite

 

01

 

Langley

 Air Force 

Base,

 

VA

 23665-2789 

41st

 Rescue

 

Squadron 

41st 

RQS/SG 

9 40 Range

 Road

 

Patrick

 

Air

 Force Base,

 

FL

 32925-5001

 

48th

 

Rescue

 

Squadron 

48th

 RQS/SG 

801

 Dezonia Road 

Holloman 

Air

 Force Base,

 

NM

 

88330-7715

 

HQ ,

 AFOMA 

ATTN:

 

GPA

 (Aerospace

 

Medicine) 

Boiling Air Force Base, 

Washington, 

DC 

20332-6128 

ARNG

 

Readiness Center

 

ATTN:

 

NGB-AVN-OP 

Arlington

 

Hall Station

 

111 

outh

 

George

 

Mason 

Drive

 

Arlington, 

VA 

22204-1382 

35th Fighter

 Wing 

35th FW/SG

 

PSC 1013

 

A PO

 

AE

 

09725 -2055

 

66 th Rescue Squadron 

66th 

RQS/SG

 

4345 

Tyndall

 Avenue 

Nellis Air

 Force

 Base, NV 89191-6076

 

Director

 

Aviation

 

Research, Development 

an d

 

Engineering 

Center 

ATTN:

 

AMSAT-R-Z

 

4300

 Goodfellow Boulevard 

St.

 Louis, M O 

3120-1798

 

Commander 

U S AM RM C

 

ATTN:

 

GRD-ZB

 

COL

 

C. Fred

 

Tyner)

 

Fort

 

Detrick,

 

Frederick,

 

MD

 21702-5012

 

Commandant 

U.S.

 

Army Command an d General Staff 

College

 

ATTN: ATZL-SWS-L 

Fort Levenworth, 

KS  66027 -6900  

ARNG Readiness

 

Center 

ATTN:

 NGB-AVN-OP 

Arlington Hall 

tation

 

1 1 1

 

outh 

George

 

Mason

 

Drive

 

Arlington, VA

 

22204-1382

 

Director 

Army

 Personnel 

Research

 Establishment

 

Farnborough, Hants

 

GU14

 

6 SZ

 

UK 

Dr. A. 

Kornfield

 

895 

Head

 Street

 

Sa n 

Francisco,

 CA 94132-2813 

ARNG

 

Readiness

 

Center

 

AATN: NGB-AVN-OP 

Arlington Hall Station

 

111

 

outh

 

George 

Mason

 

Drive

 

Arlington,

 

VA

 22204-1382 

37 

Page 42: Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

7/23/2019 Diseño de filtros pasabajas USAARL Report 95-13

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-filtros-pasabajas-usaarl-report-95-13 42/42

Cdr, PERSCOM Q,

 

AFOMA 

ATTN:

 

TAPC-PLA TTN;

 

GPA

 

(Aerospace

 

Medicine)

 

20 0

 

Stovall

 

Street,

 

Rm

 3N25

 

oiling

 

Ar

 Force

 Base, 

Alexandria,

 

VA

 

22332-0413

 

ashington,

 

DC

 

20332-6188