Dijital sinyal işlemede, bir FIR, sonlu zamanda sıfıra yerleşmesinin bir sonucu olarak, dürtü yanıtı sonlu periyotta olan bir filtredir. Bu, genellikle dahili geri bildirime sahip olabilen ve yine de süresiz olarak yanıt verecek olan IIR filtrelerinden farklıdır. Bir N. derece ayrık zamanlı FIR filtresinin dürtü yanıtı, daha sonra sıfıra yerleşmeden önce tam olarak N + 1 örnek alır. FIR filtreleri en popüler tür filtreler yazılımda yürütülür ve bu filtreler sürekli zamanlı, analog veya dijital ve ayrık zamanlı olabilir. Özel FIR filtre tipleri şunlardır: Boxcar, Hilbert Transformer, Differentiator, Lth-Band ve Raised-Cosine.
FIR Filtresi nedir?
FIR kısaltması terimi 'Sonlu Dürtü Yanıtı' dır ve DSP uygulamalarında kullanılan iki ana dijital filtre türünden biridir. Filtreler sinyal koşullayıcılardır ve her filtrenin işlevi, bir AC bileşenine izin verir ve DC bileşenlerini engeller. Filtrenin en iyi örneği, filtre görevi gören bir telefon hattıdır. Çünkü frekansları, insanların duyabileceği frekanslardan çok daha küçük bir öfkeyle sınırlar.
Dijital Sinyal İşleme için FIR Filtreleri
LPF, HPF, BPF, BSF olmak üzere çeşitli filtreler vardır. Bir LPF, o / p'si aracılığıyla yalnızca düşük frekanslı sinyallere izin verir, bu nedenle bu filtre, yüksek frekansları ortadan kaldırmak için kullanılır. Bir LPF, bir ses sinyalindeki en yüksek frekans aralığını kontrol etmek için uygundur. Bir HPF, LPF'nin tam tersidir. Çünkü sadece bazı eşiklerin altındaki frekans bileşenlerini reddeder. HPF'nin en iyi örneği, ABD'deki hemen hemen her sinyalle ilişkili gürültü olarak seçilebilen 60Hz duyulabilir AC gücünün kesilmesidir.
IR filtresinin alternatifi, IIR de olabilen bir DSP filtresidir. IIR filtreleri geri bildirim kullanır, bu nedenle bir dürtü i / p yaptığınızda o / p teorik olarak sonsuza kadar çalar. IR filtrelerini açıklamak için kullanılan terimler, Tap, dürtü yanıtı, MAC (çarparak biriktirme), gecikme hattı, geçiş bandı ve dairesel tampondur.
FIR Filtresi Tasarım Yöntemleri
İdeal filtre yaklaşımına dayalı FIR filtresinin tasarım yöntemleri. Sonraki filtre mükemmel özelliğe yaklaşır çünkü filtrenin sırası artacaktır, bu nedenle filtreyi oluşturmak ve uygulamasını daha da karmaşık hale getirir.
Tasarım süreci, FIR filtresinin gereklilikleri ve spesifikasyonları ile başlar. Filtrenin tasarım sürecinde kullanılan yöntem, uygulamaya ve spesifikasyonlara bağlıdır. Tasarım yöntemlerinin birçok avantajı ve dezavantajı bulunmaktadır. Bu nedenle, FIR filtre tasarımı için doğru yöntemin seçilmesi çok önemlidir. FIR filtresinin verimliliği ve basitliği nedeniyle, en yaygın olarak pencere yöntemi kullanılır. Diğer yöntem örnekleme frekansı yönteminin de kullanımı çok basittir, ancak durdurma bandında küçük bir zayıflama vardır.
FIR Filtresinin Mantıksal Yapısı
Hemen hemen her tür dijital frekans yanıtını uygulamak için bir FIR filtresi kullanılır. Genellikle bu filtreler, filtrenin çıktısını oluşturmak için bir çarpan, toplayıcılar ve bir dizi gecikmeyle tasarlanır. Aşağıdaki şekil, N uzunluğunda temel FIR filtre şemasını göstermektedir. Gecikmelerin sonucu, girdi örneklerinde çalışır. Hk değerleri çarpma işlemi için kullanılan katsayılardır. Böylece, bir seferde o / p ve bu, tüm gecikmiş örneklerin uygun katsayılarla çarpımının toplamıdır.
FIR Filtresinin Mantıksal Yapısı
filtre tasarımı tanımlanabilir as, filtrenin boyunu ve katsayılarını seçme işlemidir. Amaç, parametreleri, bir durdurma bandı ve geçiş bandı gibi gerekli parametrelerin filtreyi çalıştırmanın sonucunu verecek şekilde ayarlamaktır. Mühendislerin çoğu filtreyi tasarlamak için MATLAB yazılımını kullanır.
Genellikle filtreler, ayrı frekansa verdikleri yanıtlarla tanımlanır. bulunan bileşenler i / p sinyali Filtrelerin yanıtları, durdurma bandı, geçiş bandı ve geçiş bandı gibi frekanslara göre üç türe ayrılır. Geçiş bandının tepkisi, filtrenin çoğunlukla etkilenmeden iletilen frekans bileşenleri üzerindeki etkisidir.
Bir filtrenin durdurma bandındaki frekanslar, farklı olarak, oldukça azaltılır. Geçiş bandı, bir miktar azalma alabilen ancak o / p sinyalinden tamamen ayrılmayan ortadaki frekansları belirtir.
FIR Filtresinin Frekans Tepkisi
Filtrenin frekans yanıtı grafiği aşağıda gösterilmiştir; burada ωp, geçiş bandı bitiş frekansıdır, ωs, durdurma bandı başlangıç frekansıdır, As, durdurma bandındaki zayıflama miktarıdır. B / n ωp ve ωs frekansları geçiş bandında düşer ve daha düşük bir dereceye kadar azalır. Bu, filtrenin geçiş bant genişliği, dalgalanma, filtre uzunluğu ve katsayılarını içeren tercih edilen spesifikasyonları karşıladığını doğrular. Filtre ne kadar uzun olursa, yanıt o kadar ince ayarlanabilir. N uzunluğu ve katsayıları ile, float h [N] = {…………} kararlaştırıldığında, FIR filtre uygulaması oldukça basittir.
FIR Filtresinin Frekans Tepkisi
FIR Filtresinin Z Dönüşümü
H (k) katsayısına sahip bir N-tap FIR filtresi için, o / p şu şekilde tanımlanır:
y (n) = h (0) x (n) + h (1) x (n-1) + h (2) x (n-2) + ……… h (N-1) x (nN-1 )
Filtrenin Z-dönüşümü
H (z) = h (0) z-0 + h (1) z-1 + h (2) z-2 + ……… h (N-1) z- (N-1) veya
FIR Filtresinin Transfer Fonksiyonu
FIR Filtresi için Frekans Tepkisi Formülü
FIR filtresinin DC Kazancı
FIR filtrelerinin uygulamaları esas olarak alıcının ara frekans aşamalarında dijital iletişimleri içerir. Örneğin, bir dijital radyo alır ve analog sinyali ara frekansa dönüştürür ve ardından bunu dijitale dönüştürür dijitalden analoğa dönüştürücü ile kullanmak. Ardından tercih edilen frekansı seçmek için sonlu dürtü yanıtını kullanır. İyi reddetme ile ve donanımı değiştirmeden kolayca uyarlanabilen filtrelere izin veren yazılım radyosunda kullanılır.
Bu nedenle, bu tamamen FIR filtresi, FIR filtre tasarımı, mantıksal yapı ve FIR filtrelerinin frekans tepkisi ile ilgilidir. Bu kavramı daha iyi anladığınızı umuyoruz. Ayrıca bu konu ve uygulamalarla ilgili sorularınız için lütfen aşağıdaki yorum bölümünde öneri ve yorumlarınızı belirtiniz. İşte size bir soru, FIR ve IIR filtresi arasındaki fark nedir.
