Digitaalses signaalitöötluses on FIR filter, mille impulssreaktsioon on piiratud perioodiga, mille tulemusel ta lõpliku aja jooksul nullini jõuab. See erineb sageli IIR-filtritest, millel võib olla sisemist tagasisidet ja mis vastavad endiselt lõpmatuseni. N-järgu diskreetse aja FIR-filtri impulsivastus võtab täpselt N + 1 proovi, enne kui see nullini jõuab. FIR-filtrid on kõige populaarsemad filtrid tarkvaras ja need filtrid võivad olla pideva, analoog- või digitaalse ja diskreetse ajaga. Spetsiaalsed FIR-filtrite tüübid on nimelt Boxcar, Hilberti trafo, diferentsiaator, Lth-Band ja Raised-Cosine.
Mis on FIR-filter?
Termin FIR lühend on “Finite Impulse Response” ja see on üks kahest põhilisest digitaalsete filtrite tüübist, mida kasutatakse DSP-rakendustes. Filtrid on signaali konditsioneerid ja iga filtri funktsioon on see, et see võimaldab vahelduvvoolu komponente ja blokeerib alalisvoolu komponente. Filtri parim näide on telefoniliin, mis toimib filtrina. Sest see piirab sagedused raevuga, mis on oluliselt väiksem kui see, kui inimeste sagedusala kuuleb.
FIR-filtrid digitaalse signaalitöötluse jaoks
Filtreid on erinevaid, nimelt LPF, HPF, BPF, BSF. LPF lubab oma o / p kaudu ainult madalsageduslikke signaale, nii et seda filtrit kasutatakse kõrgete sageduste kõrvaldamiseks. LPF on mugav helisignaali kõrgeima sagedusala reguleerimiseks. HPF on LPF-le üsna vastupidine. Sest see lükkab tagasi ainult sageduskomponendid, mis jäävad alla mingi läve. Parim näide HPF-ist on 60 Hz kuuldava vahelduvvoolu väljalülitamine, mille saab valida müraks, mis on seotud peaaegu iga USA signaaliga.
IR-filtri alternatiiv on DSP-filter, mis võib olla ka IIR. IIR-filtrid kasutavad tagasisidet, nii et kui teil on impulss, heliseb o / p teoreetiliselt igavesti. Infrapunafiltrite kirjeldamiseks kasutatud mõisted on koputus, impulsivastus, MAC (multiplicateumulat), viivitusjoon, siirderibad ja ümmargune puhver.
FIR-filtri kujundusmeetodid
FIR-filtri kujundusmeetodid, mis põhinevad ideaalse filtri lähendamisel. Järgnev filter läheneb ideaalsele omadusele, kuna filtri järjestus suureneb, seega on filtri loomine ja selle rakendamine veelgi keerulisem.
Projekteerimisprotsess algab vajadustest ja FIR-filtri spetsifikatsioonidest. Filtri projekteerimisel kasutatav meetod sõltub rakendusest ja spetsifikatsioonidest. Projekteerimismeetoditel on palju eeliseid ja puudusi. Seega on väga oluline valida õige meetod FIR-filtri kujundamiseks. FIR-filtri tõhususe ja lihtsuse tõttu kasutatakse kõige sagedamini akna meetodit. Teise meetodi diskreetimissageduse meetodit on samuti väga lihtne kasutada, kuid peatumisribal on väike nõrgenemine.
FIR-filtri loogiline struktuur
FIR-filtrit kasutatakse peaaegu igasuguse digitaalse sagedusreaktsiooni rakendamiseks. Tavaliselt on need filtrid konstrueeritud koefitsiendi, liitjate ja mitmete viivitustega, et luua filtri väljund. Järgmisel joonisel on näidatud N pikkusega FIR-filtri põhiskeem. Viivituste tulemus sõltub sisendproovidest. Hk väärtused on koefitsiendid, mida kasutatakse korrutamiseks. Nii, et o / p korraga ja see on kõigi viivitatud proovide liitmine korrutatud vastavate koefitsientidega.
FIR-filtri loogiline struktuur
The filtri disaini saab määratleda kuna see on filtri pikkuse ja koefitsientide valimise protsess. Eesmärk on seada parameetrid nii, et nõutavad parameetrid nagu peatusriba ja pääsuriba annaksid filtri käitamise tulemuse. Enamik insenere kasutab filtri kujundamiseks tarkvara MATLAB.
Tavaliselt määratletakse filtrid nende vastuste põhjal eraldi sagedusele leitud komponendid i / p signaal Filtrite vastused, mis on liigitatud kolme tüüpi sageduste, näiteks peatusriba, läbipääsuriba ja üleminekuriba alusel. Pääsuriba vastus on filtri mõju sageduskomponentidele, mis edastatakse enamasti mõjutamata.
Filtri peatusriba sagedused on erinevalt väga vähenenud. Üleminekuriba tähistab keskel olevaid sagedusi, mis võivad küll mõnevõrra väheneda, kuid ei ole o / p signaalist täielikult eraldatud.
FIR-filtri sagedusreaktsioon
Filtri sageduskarakteristik on näidatud allpool, kus ωp on läbipääsuriba lõppsagedus, ωs on peatusriba algussagedus, nagu ka summutuse suurus stoppribas. Sagedused b / n ωp ja ωs langevad üleminekuribas ja vähenevad mõnevõrra vähem. See kinnitab, et filter vastab eelistatud spetsifikatsioonidele, sealhulgas ülemineku ribalaius, pulsatsioon, filtri pikkus ja koefitsiendid. Mida pikem filter, seda peenemalt saab vastust häälestada. Kui otsustatud on N pikkus ja koefitsiendid, ujuk h [N] = {…………}, on FIR-filtri rakendamine üsna lihtne.
FIR-filtri sagedusreaktsioon
Z FIR-filtri teisendamine on
H (k) koefitsiendiga N-kraani FIR-filtri korral on o / p määratletud järgmiselt
y (n) = h (0) x (n) + h (1) x (n-1) + h (2) x (n-2) + ……… h (N-1) x (nN-1) )
Filtri Z-teisendus on
H (z) = h (0) z-0 + h (1) z-1 + h (2) z-2 + ……… h (N-1) z- (N-1) või
FIR-filtri ülekandefunktsioon
FIR-filtri sagedusvastuse valem
FIR-filtri alalisvoolu võimendus on
FIR-filtrite rakendused hõlmavad peamiselt digitaalset sidet vastuvõtja sageduste vaheastmetes. Näiteks võtab digitaalraadio vastu ja teisendab analoogsignaali vahesageduseks ja teisendab seejärel digitaalseks digitaal-analoogmuunduriga kasutamine. Seejärel kasutab eelistatud sageduse valimiseks lõplikku impulssreaktsiooni. Seda kasutatakse tarkvararaadios, mis võimaldab hõlpsasti kohandatavaid filtreid hea tagasilükkamise ja riistvara vahetamata.
Seega on see kõik FIR-filtri, FIR-filtri ülesehituse, FIR-filtrite loogilise struktuuri ja sagedusreaktsiooni kohta. Loodame, et olete sellest kontseptsioonist paremini aru saanud. Lisaks esitage selle teema ja rakendustega seotud küsimuste kohta oma ettepanekud ja kommentaarid allpool olevas kommentaaride jaotises. Siin on teile küsimus, mis vahe on FIR- ja IIR-filtril.
