A digitális jelfeldolgozás során az FIR olyan szűrő, amelynek impulzus-válasza véges periódusú, ennek eredményeként véges idő alatt nullára áll. Ez gyakran megkülönbözteti az IIR szűrőket, amelyek belső visszacsatolással bírhatnak, és továbbra is korlátlanul reagálnak. Az N-edik rendű diszkrét időtartamú FIR-szűrő impulzus-válasza pontosan N + 1 mintát vesz, mielőtt nullára állna. A FIR szűrők legnépszerűbb fajta szűrők szoftveresen hajtják végre, és ezek a szűrők lehetnek folyamatos, analóg vagy digitális és diszkrét időtartamúak. A FIR szűrők speciális típusai: Boxcar, Hilbert Transformer, Differenciátor, Lth-Band és Raised-Cosine.
Mi az a FIR szűrő?
A FIR rövidítés kifejezés „Véges impulzus válasz”, és ez a DSP alkalmazásokban használt digitális szűrők két fő típusának egyike. A szűrők jelszabályozók és az egyes szűrők funkciója, lehetővé teszi az AC komponenseket és blokkolja az egyenáramú komponenseket. A szűrő legjobb példája egy telefonvonal, amely szűrőként működik. Mivel a frekvenciákat egy olyan dühre korlátozza, amely lényegesen kisebb, mint amennyit az emberek képesek hallani.
FIR szűrők a digitális jelfeldolgozáshoz
Különféle szűrők léteznek, nevezetesen LPF, HPF, BPF, BSF. Az LPF csak alacsony frekvenciájú jeleket enged meg o / p-jén keresztül, ezért ezt a szűrőt használják a magas frekvenciák kiküszöbölésére. Az LPF kényelmes az audiojel legmagasabb frekvenciatartományának vezérléséhez. A HPF teljesen ellentétes az LPF-vel. Mivel csak bizonyos küszöbérték alatti frekvenciakomponenseket utasít el. A HPF legjobb példája az, hogy kivágja a 60Hz-es hallható váltakozó áramot, amelyet az USA-ban szinte bármilyen jelhez társíthatunk zajként.
Az IR szűrő alternatívája egy DSP szűrő, amely IIR is lehet. Az IIR szűrők visszacsatolást használnak, tehát amikor impulzust kapsz, az o / p elméletileg örökre cseng. Az IR-szűrők leírásánál használt fogalmak: Tap, impulzus válasz, MAC (multiplikál felhalmozás), késleltetési vonal, átmeneti sáv és kör alakú puffer.
A FIR szűrő tervezési módszerei
A FIR szűrő tervezési módszerei az ideális szűrő közelítésén alapulnak. Az ezt követő szűrő megközelíti a tökéletes tulajdonságot, mert a szűrő sorrendje megnő, ezért a szűrő létrehozása és megvalósítása további bonyolult.
A tervezési folyamat a FIR szűrő szükségleteivel és specifikációival kezdődik. A szűrő tervezési folyamatában alkalmazott módszer a megvalósítástól és a specifikációtól függ. A tervezési módszereknek számos előnye és hátránya van. Ezért nagyon fontos a megfelelő módszer megválasztása a FIR szűrő tervezéséhez. A FIR szűrő hatékonysága és egyszerűsége miatt a leggyakrabban az ablak módszert alkalmazzák. A másik módszer mintavételi frekvencia módszer szintén nagyon egyszerű, de a stop sávban van egy kis csillapítás.
A FIR szűrő logikai felépítése
A FIR szűrőt szinte bármilyen digitális frekvenciaválasz megvalósítására használják. Ezeket a szűrőket általában szorzóval, összeadókkal és késleltetésekkel tervezik a szűrő kimenetének létrehozásához. A következő ábra az alapvető FIR szűrő diagramot mutatja N hosszúsággal. A késések eredménye a bemeneti mintákra vonatkozik. A hk értékei a szorzáshoz használt együtthatók. Úgy, hogy az o / p egy időben, és ez az összes késleltetett minta összegzése szorozva a megfelelő együtthatókkal.
A FIR szűrő logikai felépítése
A szűrőterv meghatározható mivel ez a szűrő hosszának és együtthatóinak megválasztásának folyamata. A cél az, hogy a paramétereket úgy állítsuk be, hogy a szükséges paraméterek, például egy leállítási sáv és egy átengedési sáv, megkapják az eredményt a szűrő futtatásával. A legtöbb mérnök a MATLAB szoftvert használja a szűrő megtervezéséhez.
A szűrőket általában a külön frekvenciára adott válaszaik határozzák meg talált komponensek az i / p jel A szűrők válaszai három típusba sorolhatók a frekvenciák, például a leállási sáv, a sáv és az átmeneti sáv alapján. Az áthidaló sáv válasza a szűrő hatása azokra a frekvenciakomponensekre, amelyek többnyire nem változtak.
A szűrő leállási sávjának frekvenciája eltérésként erősen csökken. Az átmeneti sáv a középen lévő frekvenciákat jelöli, amelyek némi csökkentést kaphatnak, de nem különülnek el teljesen az o / p jeltől.
FIR-szűrő frekvencia-válasza
A szűrő frekvencia-válaszdiagramját az alábbiakban mutatjuk be, ahol ωp a áteresztő sáv végződési frekvenciája, ωs a leállási sáv kezdő frekvenciája, valamint a csillapítás mértéke a leállítási sávban. A b / n ωp és ωs gyakoriság csökken az átmeneti sávban, és kisebb mértékben csökken. Ez megerősíti, hogy a szűrő megfelel az előnyben részesített előírásoknak, beleértve az átmenet sávszélességét, hullámzását, a szűrő hosszát és együtthatóit. Minél hosszabb a szűrő, annál finomabban hangolható a válasz. Az N hossz és együtthatók, úszó h [N] = {…………} alapján, a FIR szűrő megvalósítása meglehetősen egyszerű.
FIR-szűrő frekvencia-válasza
Z A FIR szűrő transzformációja
H (k) együtthatójú N-csapos FIR szűrő esetén az o / p a következő
y (n) = h (0) x (n) + h (1) x (n-1) + h (2) x (n-2) + ……… h (N-1) x (nN-1 )
A szűrő Z-transzformációja
H (z) = h (0) z-0 + h (1) z-1 + h (2) z-2 + ……… h (N-1) z- (N-1) vagy
A FIR szűrő átviteli funkciója
A FIR-szűrő frekvencia-válaszképlete
A FIR szűrő DC erősítése
A FIR szűrők alkalmazásai elsősorban a digitális kommunikációt érintik a vevő közbenső frekvenciájú szakaszaiban. Például egy digitális rádió fogad és az analóg jelet közbülső frekvenciává alakítja, majd átalakítja digitálissá digitális-analóg átalakítóval történő használat. Ezután a véges impulzusválasz segítségével választja ki a kívánt frekvenciát. A szoftverrádióban használják, amely lehetővé teszi a könnyen adaptálható szűrők jó elutasítását és a hardver cseréjét.
Így itt minden a FIR szűrőről, a FIR szűrő tervezéséről, a FIR szűrők logikai felépítéséről és frekvencia válaszáról szól. Reméljük, hogy jobban megértette ezt a koncepciót. Továbbá, ha bármilyen kérdése van ezzel a témával és alkalmazásokkal kapcsolatban, kérjük, tegye meg javaslatait és észrevételeit az alábbi megjegyzés részben. Itt egy kérdés az Ön számára, mi a különbség a FIR és az IIR szűrő között.
