Ketahui semua Tentang Penapis FIR dalam Pemprosesan Isyarat Digital

Ketahui semua Tentang Penapis FIR dalam Pemprosesan Isyarat Digital

Dalam pemprosesan isyarat digital, FIR adalah penapis yang tindak balas impulsnya adalah tempoh terbatas, akibatnya ia menjadi sifar pada waktu terhingga. Ini selalunya membezakan penapis IIR, yang boleh mempunyai maklum balas dalaman dan masih akan bertindak balas tanpa had. Tindak balas impuls pesanan Nth penapis FIR masa diskret mengambil sampel N + 1 tepat sebelum ia menjadi sifar. Penapis FIR adalah jenis penapis yang paling popular dijalankan dalam perisian dan penapis ini boleh menjadi masa berterusan, analog atau digital dan masa diskrit. Jenis khas penapis FIR adalah, Boxcar, Hilbert Transformer, Differentiator, Lth-Band dan Raised-Cosine.



Apa itu Penapis FIR?

Penapis FIR

Istilah singkatan FIR adalah 'Respons Impulse Terhingga' dan ia adalah salah satu daripada dua jenis penapis digital utama yang digunakan dalam aplikasi DSP. Penapis adalah penghawa isyarat dan fungsi setiap penapis adalah, ia membenarkan komponen AC dan menyekat komponen DC. Contoh terbaik penapis ialah saluran telefon, yang berfungsi sebagai penapis. Kerana, ia mengehadkan frekuensi menjadi kemarahan yang jauh lebih kecil daripada jarak frekuensi manusia yang dapat mendengar.






Penapis FIR untuk Pemprosesan Isyarat Digital

Terdapat pelbagai jenis saringan, iaitu LPF, HPF, BPF, BSF. LPF hanya membenarkan isyarat frekuensi rendah melalui o / pnya, jadi penapis ini digunakan untuk menghilangkan frekuensi tinggi. LPF sesuai untuk mengawal jarak frekuensi tertinggi dalam isyarat audio. HPF agak berlawanan dengan LPF. Kerana, ia hanya menolak komponen frekuensi di bawah beberapa ambang batas. Contoh terbaik HPF adalah, mengurangkan kuasa AC yang dapat didengar 60Hz, yang dapat dipilih sebagai bunyi yang berkaitan dengan hampir semua isyarat di Amerika Syarikat.

Alternatif penapis IR adalah penapis DSP yang juga boleh menjadi IIR. Penapis IIR menggunakan maklum balas, jadi apabila anda memberi impak o / p secara teorinya berdering selamanya. Istilah yang digunakan untuk menggambarkan penapis IR adalah Ketuk, tindak balas impuls, MAC (banyakkan terkumpul), garis kelewatan, jalur peralihan dan penyangga bulat.



Kaedah Reka Bentuk Penapis FIR

Kaedah reka bentuk penapis FIR berdasarkan pendekatan penapis ideal. Penapis berikutnya mendekati ciri yang sempurna kerana susunan penapis akan meningkat, sehingga membuat penapis dan pelaksanaannya menjadi lebih rumit.

Proses reka bentuk bermula dengan keperluan dan spesifikasi penapis FIR. Kaedah yang digunakan dalam proses reka bentuk saringan bergantung pada pelaksanaan dan spesifikasi. Terdapat banyak kelebihan dan kekurangan kaedah reka bentuk. Oleh itu, sangat penting untuk memilih kaedah yang tepat untuk reka bentuk penapis FIR. Oleh kerana kecekapan dan kesederhanaan penapis FIR, kaedah tetingkap paling sering digunakan. Kaedah frekuensi pensampelan kaedah yang lain juga sangat mudah digunakan, tetapi terdapat sedikit pelemahan pada stopband.


Struktur Logik Penapis FIR

Penapis FIR digunakan untuk melaksanakan hampir semua jenis tindak balas frekuensi digital. Biasanya penapis ini direka dengan pengganda, penambah dan serangkaian kelewatan untuk menghasilkan output penapis. Gambar berikut menunjukkan rajah penapis FIR asas dengan panjang N. Hasil kelewatan berlaku pada sampel input. Nilai hk adalah pekali yang digunakan untuk pendaraban. Sehingga o / p pada satu masa dan itu adalah penjumlahan dari semua sampel yang tertunda dikalikan dengan pekali yang sesuai.

Struktur Logik Penapis FIR

Struktur Logik Penapis FIR

The reka bentuk penapis dapat ditentukan kerana, ini adalah proses memilih panjang dan pekali penapis. Tujuannya adalah untuk menetapkan parameter sehingga parameter yang diperlukan seperti stop band dan pass band akan memberikan hasil dari menjalankan filter. Sebilangan besar jurutera menggunakan perisian MATLAB untuk merancang penapis.

Biasanya, penapis ditentukan oleh tindak balas mereka terhadap frekuensi yang berasingan komponen yang dijumpai isyarat i / p Tindak balas penapis dikelaskan kepada tiga jenis berdasarkan frekuensi seperti band berhenti, jalur lulus dan jalur peralihan. Tindak balas jalur laluan adalah kesan penapis pada komponen frekuensi yang dihantar melalui kebanyakan tidak terjejas.

Kekerapan dalam stopband penapis, sangat berbeza, dikurangkan. Jalur peralihan menandakan frekuensi di tengah, yang mungkin menerima sedikit pengurangan, tetapi tidak terlepas sepenuhnya dari isyarat o / p.

Respons Kekerapan bagi Penapis FIR

Plot tindak balas frekuensi saringan ditunjukkan di bawah ini, di mana ωp adalah frekuensi akhir jalur lebar, ωs adalah frekuensi permulaan berhenti jalur, Seperti juga jumlah pelemahan dalam jalur berhenti. Kekerapan b / n ωp dan ω jatuh di jalur peralihan dan dikurangkan ke tahap yang lebih rendah. Itu mengesahkan bahawa penapis memenuhi spesifikasi pilihan termasuk lebar jalur peralihan, riak, panjang penapis dan pekali. Semakin lama penapis, tindak balas yang lebih baik dapat ditala. Dengan panjang dan pekali N, float h [N] = {…………}, diputuskan, pelaksanaan penapis FIR agak mudah.

Respons Kekerapan bagi Penapis FIR

Respons Kekerapan bagi Penapis FIR

Z Transform Penapis FIR ialah

Untuk penapis FIR N-tap dengan pekali h (k), maka o / p ditakrifkan sebagai
y (n) = h (0) x (n) + h (1) x (n-1) + h (2) x (n-2) + ……… h (N-1) x (nN-1 )

Transformasi Z penapis adalah
H (z) = h (0) z-0 + h (1) z-1 + h (2) z-2 + ……… h (N-1) z- (N-1) atau

Fungsi Pemindahan Penapis FIR

Formula Respons Frekuensi untuk Penapis FIR

DC Gain dari penapis FIR ialah

Aplikasi penapis FIR terutamanya melibatkan komunikasi digital pada tahap frekuensi antara penerima. Sebagai contoh, radio digital menerima dan menukar isyarat analog kepada frekuensi pertengahan dan kemudian menukarnya menjadi digital menggunakan dengan penukar digital ke analog. Kemudian gunakan tindak balas impuls terhingga untuk memilih frekuensi yang disukai. Ia digunakan di radio perisian, yang membolehkan penapis yang mudah disesuaikan dengan penolakan yang baik dan tanpa menukar perkakasan.

Oleh itu, ini semua mengenai penapis FIR, reka bentuk penapis FIR, struktur logik dan tindak balas kekerapan penapis FIR. Kami harap anda mendapat pemahaman yang lebih baik mengenai konsep ini. Selanjutnya, sebarang pertanyaan mengenai topik dan aplikasi ini, sila berikan cadangan dan komen anda di bahagian komen di bawah. Berikut adalah soalan untuk anda, apakah perbezaan antara penapis FIR dan IIR.