V digitálním zpracování signálu je FIR filtr, jehož impulsní odezva je konečné doby, v důsledku čehož se v konečném čase usadí na nule. To se často liší od filtrů IIR, které mohou mít vnitřní zpětnou vazbu a stále budou reagovat neomezeně. Impulzní odezva FIR filtru s diskrétním časem n-tého řádu odebírá přesně N + 1 vzorků, než se poté usadí na nule. FIR filtry jsou nejoblíbenější druh filtrů prováděny v softwaru a těmito filtry mohou být nepřetržitý čas, analogový nebo digitální a diskrétní čas. Speciální typy filtrů FIR jsou jmenovitě Boxcar, Hilbert Transformer, Differentiator, Lth-Band a Raised-Cosine.
Co je FIR filtr?
Termín zkratka FIR je „Finite Impulse Response“ a je to jeden ze dvou hlavních typů digitálních filtrů používaných v aplikacích DSP. Filtry jsou kondicionéry signálu a funkce každého filtru je, umožňuje AC komponenty a blokuje DC komponenty. Nejlepším příkladem filtru je telefonní linka, která funguje jako filtr. Protože omezuje frekvence na vztek podstatně menší, než jaký může frekvence lidí slyšet.
FIR filtry pro zpracování digitálního signálu
Existují různé druhy filtrů, jmenovitě LPF, HPF, BPF, BSF. LPF umožňuje pouze nízkofrekvenční signály přes jeho o / p, takže tento filtr se používá k eliminaci vysokých frekvencí. LPF je vhodný pro ovládání nejvyššího rozsahu frekvencí v audio signálu. HPF je zcela opačný k LPF. Protože odmítá pouze frekvenční komponenty pod určitou prahovou hodnotou. Nejlepším příkladem HPF je vyřazení 60Hz slyšitelného střídavého proudu, který lze v USA zvolit jako šum spojený s jakýmkoli signálem.
Alternativou IR filtru je DSP filtr, který může být také IIR. Filtry IIR používají zpětnou vazbu, takže když získáte impuls, teoreticky zvoní o / p navždy. Termíny používané k popisu infračervených filtrů jsou Tap, impulsní odezva, MAC (multiplikovat), zpožďovací linka, přechodové pásmo a kruhová vyrovnávací paměť.
Metody návrhu filtru FIR
Metody návrhu FIR filtru založené na aproximaci ideálního filtru. Následující filtr se blíží dokonalé charakteristice, protože pořadí filtru se zvýší, takže vytvoření filtru a jeho implementace je další komplikované.
Proces návrhu začíná nezbytností a specifikacemi FIR filtru. Metoda použitá v procesu návrhu filtru závisí na implementaci a specifikacích. Existuje mnoho výhod a nevýhod konstrukčních metod. Je tedy velmi důležité zvolit správnou metodu pro návrh filtru FIR. Kvůli efektivitě a jednoduchosti FIR filtru se používá nejčastěji okenní metoda. Metoda vzorkování druhé metody je také velmi jednoduchá, ale v pásmu stop je malý útlum.
Logická struktura FIR filtru
Filtr FIR se používá k implementaci téměř jakéhokoli typu digitální frekvenční odezvy. Obvykle jsou tyto filtry navrženy s multiplikátorem, sčítáním a řadou zpoždění pro vytvoření výstupu filtru. Následující obrázek ukazuje základní diagram filtru FIR s délkou N. Výsledek zpoždění funguje na vstupních vzorcích. Hodnoty hk jsou koeficienty, které se používají pro násobení. Takže o / p najednou a to je součet všech zpožděných vzorků vynásobený příslušnými koeficienty.
Logická struktura FIR filtru
The lze definovat design filtru as, jedná se o proces výběru délky a koeficientů filtru. Záměrem je nastavit parametry tak, aby požadované parametry, jako je zastavovací pásmo a propustné pásmo, poskytly výsledek spuštění filtru. Většina inženýrů používá k návrhu filtru software MATLAB.
Filtry jsou obvykle definovány jejich odezvami na samostatnou frekvenci součásti, které byly nalezeny i / p signál Odezvy filtrů se dělí do tří typů na základě frekvencí, jako je zastavovací pásmo, propustné pásmo a přechodové pásmo. Odezva propustného pásma je účinek filtru na frekvenční složky, které jsou dodávány většinou neovlivněné.
Frekvence v zastavovacím pásmu filtru jsou rozdílem velmi sníženy. Přechodové pásmo označuje frekvence ve středu, které mohou přijímat určité snížení, ale nejsou zcela odpojeny od signálu o / p.
Frekvenční odezva FIR filtru
Graf frekvenční odezvy filtru je uveden níže, kde ωp je koncová frekvence propustného pásma, ωs je počáteční frekvence zastavovacího pásma, stejně jako velikost útlumu v zastavovacím pásmu. Frekvence b / n ωp a ωs klesají v přechodovém pásmu a jsou do určité míry sníženy. To potvrzuje, že filtr splňuje preferované specifikace, včetně šířky pásma přechodu, zvlnění, délky filtru a koeficientů. Čím delší je filtr, tím jemněji lze vyladit odezvu. Při rozhodování o délce N a koeficientech, float h [N] = {…………}, je implementace filtru FIR poměrně přímočará.
Frekvenční odezva FIR filtru
Z Transformace FIR filtru je
Pro FIR filtr s N-kohoutkem s koeficientem h (k) je potom o / p definováno jako
y (n) = h (0) x (n) + h (1) x (n-1) + h (2) x (n-2) + ……… h (N-1) x (nN-1 )
Z-transformace filtru je
H (z) = h (0) z-0 + h (1) z-1 + h (2) z-2 + ……… h (N-1) z- (N-1) nebo
Funkce přenosu FIR filtru
Vzorec frekvenční odezvy pro filtr FIR
DC zisk FIR filtru je
Aplikace filtrů FIR zahrnují zejména digitální komunikaci v mezifrekvenčních stupních přijímače. Například digitální rádio přijímá a převádí analogový signál na střední frekvenci a poté jej převádí na digitální použití s digitálně-analogovým převodníkem. Poté použije konečnou impulzní odezvu k výběru preferované frekvence. Používá se v softwarovém rádiu, které umožňuje snadno přizpůsobitelné filtry s dobrým odmítnutím a beze změny hardwaru.
Jedná se tedy o FIR filtr, design FIR filtru, logickou strukturu a frekvenční odezvu FIR filtrů. Doufáme, že jste tomuto konceptu lépe porozuměli. Jakékoli dotazy týkající se tohoto tématu a aplikací prosím uveďte své návrhy a komentáře v sekci komentářů níže. Zde je otázka, jaký je rozdíl mezi filtrem FIR a IIR.
