Digitālajā signālu apstrādē FIR ir filtrs, kura impulsa reakcija ir ierobežota perioda, kā rezultātā tā noteiktā laikā nosēžas līdz nullei. Tas bieži vien atšķiras no IIR filtriem, kuriem var būt iekšēja atgriezeniskā saite un kuri joprojām atbildēs uz nenoteiktu laiku. N pakāpes diskrētā laika FIR filtra impulsa reakcija ņem precīzi N + 1 paraugus, pirms tā nosēžas uz nulli. FIR filtri ir populārākie filtru veidi izpildīti programmatūrā, un šie filtri var būt nepārtraukta laika, analogā vai digitālā un diskrēta laika. Īpaši FIR filtru veidi ir, proti, Boxcar, Hilbert Transformer, Differentiator, Lth-Band un Raised-Cosine.
Kas ir FIR filtrs?
Termins FIR saīsinājums ir “Galīgā impulsa atbilde”, un tas ir viens no diviem galvenajiem digitālo filtru veidiem, ko izmanto DSP lietojumprogrammās. Filtri ir signāla kondicionieri un katra filtra funkcija ir tā, ka tas ļauj maiņstrāvas komponentus un bloķē līdzstrāvas komponentus. Labākais filtra piemērs ir tālruņa līnija, kas darbojas kā filtrs. Tā kā tas ierobežo frekvences līdz niknumam, kas ir ievērojami mazāks nekā cilvēku diapazons var dzirdēt frekvences.
FIR filtri ciparu signālu apstrādei
Ir dažādi filtru veidi, proti, LPF, HPF, BPF, BSF. LPF caur tom o / p ļauj tikai zemas frekvences signālus, tāpēc šo filtru izmanto, lai novērstu augstas frekvences. LPF ir ērts, lai kontrolētu augstāko frekvenču diapazonu audio signālā. HPF ir diezgan pretējs LPF. Tā kā tas noraida tikai frekvences komponentus, kas ir zemāki par noteiktu slieksni. Labākais HPF piemērs ir 60 Hz dzirdamās maiņstrāvas izslēgšana, kuru var izvēlēties kā troksni, kas saistīts gandrīz ar jebkuru signālu ASV.
IR filtra alternatīva ir DSP filtrs, kas var būt arī IIR. IIR filtri izmanto atgriezenisko saiti, tāpēc, kad jūs i / p impulsu, o / p teorētiski zvana uz visiem laikiem. IR filtru aprakstā izmantotie termini ir pieskāriens, impulsa reakcija, MAC (reizināt uzkrāšanos), aizkaves līnija, pārejas josla un apļveida buferis.
FIR filtra projektēšanas metodes
FIR filtra projektēšanas metodes, pamatojoties uz ideālā filtra aproksimāciju. Sekojošais filtrs tuvojas ideālajam raksturlielumam, jo filtra secība palielināsies, tāpēc filtra izveidošana un tā ieviešana ir vēl sarežģītāka.
Projektēšanas process sākas ar nepieciešamībām un FIR filtra specifikācijām. Filtra projektēšanas procesā izmantotā metode ir atkarīga no ieviešanas un specifikācijām. Projektēšanas metodēm ir daudz priekšrocību un trūkumu. Tādējādi ir ļoti svarīgi izvēlēties pareizo metodi FIR filtru projektēšanai. FIR filtra efektivitātes un vienkāršības dēļ visbiežāk tiek izmantota logu metode. Arī citas metodes paraugu ņemšanas frekvences metode ir ļoti vienkārša, taču apstāšanās joslā ir neliela vājināšanās.
FIR filtra loģiskā struktūra
FIR filtrs tiek izmantots gandrīz jebkura veida digitālās frekvences reakcijas ieviešanai. Parasti šie filtri tiek veidoti ar reizinātāju, summētājiem un virkni kavējumu, lai izveidotu filtra izvadi. Šajā attēlā parādīta pamata FIR filtra diagramma ar N garumu. Kavēšanās rezultāts tiek izmantots ievades paraugos. Hk vērtības ir koeficienti, kurus izmanto reizināšanai. Tā, ka o / p vienlaikus un tas ir visu aizkavēto paraugu summēšana, kas reizināta ar atbilstošajiem koeficientiem.
FIR filtra loģiskā struktūra
The var definēt filtra dizainu tas ir filtra garuma un koeficientu izvēles process. Mērķis ir iestatīt parametrus tā, lai nepieciešamie parametri, piemēram, apstāšanās josla un pārejas josla, dotu rezultātu, darbinot filtru. Lielākā daļa inženieru filtra noformēšanai izmanto MATLAB programmatūru.
Parasti filtrus nosaka pēc to reakcijas uz atsevišķo frekvenci atrastie komponenti i / p signāls Filtru atbildes, kas klasificētas trīs tipos, pamatojoties uz tādām frekvencēm kā apstāšanās josla, pārejas josla un pārejas josla. Pārejas joslas reakcija ir filtra ietekme uz frekvenču komponentiem, kas tiek piegādāti caur gandrīz neietekmētiem.
Filtru apstāšanās joslā biežums atšķirībā ir ļoti samazināts. Pārejas josla apzīmē frekvences vidū, kuras var nedaudz samazināt, bet nav pilnībā atdalītas no o / p signāla.
FIR filtra frekvences reakcija
Filtra frekvences reakcijas diagramma ir parādīta zemāk, kur ωp ir caurlaides joslas beigu frekvence, ωs ir apstāšanās joslas sākuma frekvence, tāpat kā vājināšanās daudzums apstāšanās joslā. Frekvences b / n ωp un ωs samazinās pārejas joslā un tiek nedaudz samazinātas. Tas apstiprina, ka filtrs atbilst vēlamajām specifikācijām, tostarp pārejas joslas platumu, pulsāciju, filtra garumu un koeficientus. Jo ilgāks filtrs, jo precīzāk var noregulēt atbildi. Ja ir noteikts N garums un koeficienti, pludiņš h [N] = {…………}, FIR filtra ieviešana ir diezgan vienkārša.
FIR filtra frekvences reakcija
Z FIR filtra pārveidošana ir
N-krāna FIR filtram ar h (k) koeficientu o / p ir definēts kā
y (n) = h (0) x (n) + h (1) x (n-1) + h (2) x (n-2) + ……… h (N-1) x (nN-1) )
Filtra Z-transformācija ir
H (z) = h (0) z-0 + h (1) z-1 + h (2) z-2 + ……… h (N-1) z- (N-1) vai
FIR filtra pārsūtīšanas funkcija
FIR filtra frekvences reakcijas formula
FIR filtra līdzstrāvas pieaugums ir
FIR filtru lietojumi galvenokārt ir saistīti ar digitālajiem sakariem uztvērēja starpfrekvences pakāpēs. Piemēram, digitālais radio uztver un pārveido analogo signālu starpfrekvencē un pēc tam pārveido to ciparu formātā izmantojot ar digitālo uz analogo pārveidotāju. Tad izmanto ierobežoto impulsa reakciju, lai izvēlētos vēlamo frekvenci. To izmanto programmatūras radio, kas ļauj viegli pielāgojami filtri ar labu noraidījumu un nemainot aparatūru.
Tādējādi tas viss attiecas uz FIR filtru, FIR filtra dizainu, loģisko struktūru un FIR filtru frekvences reakciju. Mēs ceram, ka esat labāk izpratis šo koncepciju. Turklāt, ja rodas jautājumi par šo tēmu un lietojumprogrammām, lūdzu, sniedziet savus ieteikumus un komentārus zemāk esošajā komentāru sadaļā. Šeit ir jautājums jums, kāda ir atšķirība starp FIR un IIR filtru.
