Digitaalisessa signaalinkäsittelyssä FIR on suodatin, jonka impulssivaste on rajallinen, sen seurauksena, että se laskeutuu nollaan rajallisessa ajassa. Tämä eroaa usein IIR-suodattimista, joilla voi olla sisäistä palautetta ja jotka vastaavat silti loputtomiin. N: n asteen diskreetin ajan FIR-suodattimen impulssivaste ottaa tarkalleen N + 1 näytettä, ennen kuin se laskeutuu nollaan. FIR-suodattimet ovat suosituimmat suodattimet ohjelmistot ja nämä suodattimet voivat olla yhtäjaksoisia, analogisia tai digitaalisia ja erillisiä. Erityisiä FIR-suodattimia ovat nimittäin Boxcar, Hilbert Transformer, Differentiator, Lth-Band ja Raised-Cosine.
Mikä on FIR-suodatin?
Termi FIR-lyhenne on ”Finite Impulse Response” ja se on yksi DSP-sovelluksissa käytetyistä kahdesta päätyypistä. Suodattimet ovat signaalinhoitoaineita ja jokaisen suodattimen toiminta on, se sallii AC-komponentit ja estää DC-komponentit. Paras esimerkki suodattimesta on puhelinlinja, joka toimii suodattimena. Koska se rajoittaa taajuudet raivoon, joka on huomattavasti pienempi kuin ihmisten kantama kuulee taajuuksia.
FIR-suodattimet digitaalista signaalinkäsittelyä varten
Suodattimia on erilaisia, nimittäin LPF, HPF, BPF, BSF. LPF sallii o / p: n kautta vain matalataajuiset signaalit, joten tätä suodatinta käytetään korkeiden taajuuksien eliminoimiseen. LPF on kätevä ohjaamaan äänisignaalin korkeinta taajuusaluetta. HPF on aivan päinvastainen kuin LPF. Koska se hylkää vain taajuuskomponentit jonkin kynnyksen alapuolella. Paras esimerkki HPF: stä on leikkaamalla 60 Hz: n kuultava vaihtovirta, joka voidaan valita meluksi liittyväksi melkein mihin tahansa signaaliin Yhdysvalloissa.
IR-suodattimen vaihtoehto on DSP-suodatin, joka voi olla myös IIR. IIR-suodattimet käyttävät palautetta, joten kun syötät impulssin, o / p soi teoriassa ikuisesti. IR-suodattimien kuvauksessa käytetyt termit ovat Tap, impulssivaste, MAC (multiplikumulointi), viivaviiva, siirtymäkaista ja pyöreä puskuri.
FIR-suodattimen suunnittelumenetelmät
FIR-suodattimen suunnittelumenetelmät perustuvat ihanteellisen suodattimen arviointiin. Seuraava suodatin lähestyy täydellistä ominaisuutta, koska suodattimen järjestys kasvaa, joten suodattimen luominen ja sen toteutus ovat monimutkaisia.
Suunnitteluprosessi alkaa FIR-suodattimen tarpeista ja spesifikaatioista. Suodattimen suunnitteluprosessissa käytetty menetelmä riippuu toteutuksesta ja spesifikaatioista. Suunnittelumenetelmillä on monia etuja ja haittoja. Siksi on erittäin merkittävää valita oikea menetelmä FIR-suodattimen suunnittelua varten. FIR-suodattimen tehokkuuden ja yksinkertaisuuden vuoksi käytetään yleisimmin ikkunamenetelmää. Toinen menetelmä näytteenottotaajuusmenetelmä on myös hyvin yksinkertainen käyttää, mutta pysäytyskaistalla on pieni vaimennus.
FIR-suodattimen looginen rakenne
FIR-suodatinta käytetään lähes minkä tahansa tyyppisen digitaalisen taajuusvasteen toteuttamiseen. Yleensä nämä suodattimet on suunniteltu kertojalla, summaimilla ja viiveillä suodattimen ulostulon luomiseksi. Seuraava kuva esittää FIR-suodattimen peruskaavion, jonka pituus on N. Viivästysten tulos vaikuttaa tulonäytteisiin. Hk: n arvot ovat kertoimia, joita käytetään kertomiseen. Joten o / p kerrallaan ja se on kaikkien viivästyneiden näytteiden summa kerrottuna sopivilla kertoimilla.
FIR-suodattimen looginen rakenne
suodattimen suunnittelu voidaan määritellä koska se on prosessi suodattimen pituuden ja kertoimien valitsemiseksi. Parametrit on tarkoitus asettaa siten, että vaaditut parametrit, kuten pysäytys- ja päästökaista, antavat tuloksen suodattimen ajamisesta. Suurin osa insinööreistä käyttää MATLAB-ohjelmistoa suodattimen suunnittelussa.
Yleensä suodattimet määritellään niiden vastausten perusteella erilliseen taajuuteen löydetyt komponentit i / p-signaali Suodattimien vastaukset, jotka on luokiteltu kolmeen tyyppiin taajuuksien, kuten pysäytyskaistan, päästökaistan ja siirtymäkaistan, perusteella. Päästökaistan vaste on suodattimen vaikutus taajuuskomponentteihin, jotka toimitetaan enimmäkseen muuttumattomina.
Suodattimen pysäytyskaistan taajuudet eroavat toisistaan huomattavasti. Siirtymäkaista tarkoittaa keskellä olevia taajuuksia, jotka saattavat saada jonkin verran pienennyksiä, mutta eivät irtoa täysin o / p-signaalista.
FIR-suodattimen taajuusvaste
Suodattimen taajuusvastekäyrä on esitetty alla, jossa ωp on päästökaistan lopputaajuus, ωs on pysäytyskaistan alkutaajuus, samoin kuin vaimennuksen määrä pysäytyskaistalla. Taajuudet b / n ωp ja ωs putoavat siirtymäkaistalla ja pienenevät jossain määrin, mikä vahvistaa, että suodatin täyttää suositellut vaatimukset, mukaan lukien siirtymäkaistanleveys, aaltoilu, suodattimen pituus ja kertoimet. Mitä pidempi suodatin, sitä tarkemmin vaste voidaan virittää. Kun N pituus ja kertoimet, float h [N] = {…………} on päätetty, FIR-suodattimen toteutus on melko yksinkertaista.
FIR-suodattimen taajuusvaste
Z FIR-suodattimen muunnos on
N-napautuvalle FIR-suodattimelle, jonka kerroin on h (k), o / p määritetään
y (n) = h (0) x (n) + h (1) x (n-1) + h (2) x (n-2) + ……… h (N-1) x (nN-1) )
Suodattimen Z-muunnos on
H (z) = h (0) z-0 + h (1) z-1 + h (2) z-2 + ……… h (N-1) z- (N-1) tai
FIR-suodattimen siirtotoiminto
FIR-suodattimen taajuusvaste
FIR-suodattimen DC-vahvistus on
FIR-suodattimien sovellukset liittyvät lähinnä digitaaliseen viestintään vastaanottimen välitaajuusvaiheissa. Esimerkiksi digitaalinen radio vastaanottaa ja muuntaa analogisen signaalin välitaajuudeksi ja muuntaa sen sitten digitaaliseksi digitaalisen ja analogisen muuntimen kanssa. Sitten käyttää äärellistä impulssivastetta valitaksesi haluamasi taajuuden. Sitä käytetään ohjelmistoradiossa, joka mahdollistaa helposti mukautettavat suodattimet hyvällä hylkäyksellä ja muuttamatta laitteistoa.
Täten kyse on FIR-suodattimesta, FIR-suodattimen suunnittelusta, loogisesta rakenteesta ja FIR-suodattimien taajuusvasteesta. Toivomme, että olet saanut paremman käsityksen tästä käsitteestä. Lisäksi, jos sinulla on kysyttävää tästä aiheesta ja sovelluksista, anna ehdotuksesi ja kommenttisi alla olevassa kommenttiosassa. Tässä on kysymys sinulle, mikä on ero FIR- ja IIR-suodattimien välillä.
