U digitalnoj obradi signala, FIR je filtar čiji je impulsni odziv konačnog razdoblja, što rezultira time da se u konačnom vremenu spusti na nulu. To se često razlikuje od IIR filtara, koji mogu imati interne povratne informacije i još uvijek će reagirati unedogled. Impulsni odziv FIR filtra diskretnog vremena N reda uzima točno N + 1 uzoraka prije nego što se potom spusti na nulu. FIR filtri su najpopularnija vrsta filtara izvršeni u softveru, a ti filtri mogu biti kontinuirano, analogno ili digitalno i diskretno. Posebne vrste FIR filtara su Boxcar, Hilbert Transformer, Diferencijator, Lth-Band i Raised-Cosine.
Što je FIR filtar?
Izraz FIR kratica je 'Konačni impulsni odziv' i jedan je od dva glavna tipa digitalnih filtara koji se koriste u DSP aplikacijama. Filteri su signalni uređaji a funkcija svakog filtra je, omogućuje izmjenične komponente i blokira istosmjerne komponente. Najbolji primjer filtra je telefonska linija koja djeluje kao filtar. Jer, ograničava frekvencije na bijes znatno manji od raspona koji ljudska bića mogu čuti frekvencije.
FIR filtri za digitalnu obradu signala
Postoje razne vrste filtara, naime LPF, HPF, BPF, BSF. LPF dopušta samo niskofrekventne signale kroz svoj o / p, pa se ovaj filtar koristi za uklanjanje visokih frekvencija. LPF je prikladan za kontrolu najvišeg raspona frekvencija u audio signalu. HPF je sasvim suprotan od LPF-a. Jer, odbacuje samo frekvencijske komponente ispod nekog praga. Najbolji primjer HPF-a je isključenje zvuka izmjenične struje od 60 Hz, koji se može odabrati kao šum povezan s gotovo bilo kojim signalom u SAD-u.
Alternativa IR filtra je DSP filtar koji također može biti IIR. IIR filtri koriste povratne informacije, pa kad im / p impuls o / p teoretski zauvijek zazvoni. Pojmovi koji se koriste za opisivanje IR filtara su slavina, impulsni odziv, MAC (množenje se akumulira), kašnjenje, prijelazni opseg i kružni međuspremnik.
Metode dizajna FIR filtra
Metode dizajna FIR filtra temelje se na aproksimaciji idealnog filtra. Filtar koji slijedi približava se savršenoj karakteristici jer će se redoslijed filtra povećavati, pa je stvaranje filtra i njegova primjena dodatno komplicirani.
Proces dizajniranja započinje potrebama i specifikacijama FIR filtra. Metoda korištena u procesu projektiranja filtra ovisi o izvedbi i specifikacijama. Mnogo je prednosti i nedostataka metoda dizajna. Stoga je vrlo važno odabrati pravu metodu za dizajn FIR filtra. Zbog učinkovitosti i jednostavnosti FIR filtra, najčešće se koristi metoda prozora. Metoda učestalosti uzorkovanja druge metode također je vrlo jednostavna za upotrebu, ali u zaustavnom pojasu postoji malo slabljenje.
Logička struktura FIR filtra
FIR filtar koristi se za implementaciju gotovo bilo koje vrste digitalnog frekvencijskog odziva. Obično su ti filtri dizajnirani s množiteljem, zbrajačima i nizom kašnjenja kako bi stvorili izlaznu vrijednost filtra. Sljedeća slika prikazuje osnovni dijagram FIR filtra s N duljinom. Rezultat kašnjenja djeluje na ulaznim uzorcima. Vrijednosti hk su koeficijenti koji se koriste za množenje. Tako da je o / p odjednom i to je zbroj svih odgođenih uzoraka pomnoženih s odgovarajućim koeficijentima.
Logička struktura FIR filtra
The dizajn filtra se može definirati kao, to je postupak odabira duljine i koeficijenata filtra. Namjera je postaviti parametre tako da traženi parametri poput zaustavnog pojasa i propusnog opsega daju rezultat rada filtra. Većina inženjera koristi softver MATLAB za dizajn filtra.
Obično su filtri definirani njihovim odgovorima na zasebnu frekvenciju komponente koje su pronađene signal i / p Odzivi filtara klasificirani su u tri vrste na temelju frekvencija kao što su zaustavni opseg, propusni opseg i prijelazni opseg. Odgovor propusnog opsega učinak je filtra na frekvencijske komponente koje se isporučuju uglavnom bez utjecaja.
Frekvencije u zaustavnom pojasu filtra su, vrlo različito, jako smanjene. Prijelazni opseg označava frekvencije u sredini, koje mogu primiti određeno smanjenje, ali nisu u potpunosti odvojene od o / p signala.
Frekvencijski odziv FIR filtra
Grafikon frekvencijskog odziva filtra prikazan je u nastavku, gdje je ωp završna frekvencija propusnog opsega, ωs početna učestalost zaustavnog opsega, kao i količina prigušenja u zaustavnom pojasu. Frekvencije b / n ωp i ωs padaju u prijelaznom pojasu i smanjuju se na neki manji stupanj. To potvrđuje da filtar udovoljava željenim specifikacijama, uključujući širinu pojasa prijenosa, mreškanje, duljinu i koeficijente filtra. Što je filtar duži, odziv se može finije podesiti. S odlučenom dužinom N i koeficijentima, float h [N] = {…………}, implementacija FIR filtra prilično je jednostavna.
Frekvencijski odziv FIR filtra
Z Transformacija FIR filtra je
Za FIR filtar s N-slavinom s koeficijentom h (k) tada je o / p definirano kao
y (n) = h (0) x (n) + h (1) x (n-1) + h (2) x (n-2) + ……… h (N-1) x (nN-1 )
Z-transformacija filtra je
H (z) = h (0) z-0 + h (1) z-1 + h (2) z-2 + ……… h (N-1) z- (N-1) ili
Funkcija prijenosa FIR filtra
Formula frekvencijskog odziva za FIR filtar
DC dobitak FIR filtra je
Primjena FIR filtara uglavnom uključuje digitalne komunikacije u međufrekventnim fazama prijamnika. Na primjer, digitalni radio prima i pretvara analogni signal u srednju frekvenciju, a zatim ga pretvara u digitalni pomoću digitalnog u analogni pretvarač. Zatim koristi konačni impulsni odziv za odabir željene frekvencije. Koristi se u softverskom radiju koji omogućuje lako prilagodljive filtere s dobrim odbijanjem i bez promjene hardvera.
Dakle, ovdje se radi o FIR filtru, dizajnu FIR filtra, logičkoj strukturi i frekvencijskom odzivu FIR filtara. Nadamo se da ste bolje razumjeli ovaj koncept. Nadalje, bilo kakva pitanja u vezi s ovom temom i aplikacijama, dajte svoje prijedloge i komentare u odjeljku za komentare u nastavku. Evo pitanja za vas, koja je razlika između FIR i IIR filtra.
