طول المرشح

عرض النطاق الترددي ، هرتز

المنطقة الانتقالية ، هرتز

نطاق الاحتفاظ ، هرتز

تعمل المرشحات الرقمية ذات الجدوى المادية في الوقت الفعلي ؛ يمكن استخدام البيانات التالية لتوليد إشارة الخرج في اللحظة المنفصلة في الوقت المناسب:

1. قيم إشارة الخرج في الوقت الحالي. أيضًا عدد معين من العينات السابقة لإشارة الإدخال: x (i-1) ، x (i-2) ، x (i-m) ؛

2. عدد معين من العينات السابقة لإشارة الخرج: y (i-1) ، y (i-2) ، y (i-n).

تحدد الأعداد الصحيحة m و n ترتيب المرشح الرقمي. يتم تصنيف عوامل التصفية بناءً على كيفية استخدام المعلومات المتعلقة بالحالة السابقة للنظام.

مرشحات مع FIR أو مرشحات غير متكررة ، تعمل وفقًا للخوارزمية التالية.

M هو ترتيب المرشح.

يقوم المرشح غير المتكرر بإجراء ترجيح وجمع العينات السابقة لإشارة الدخل. لا يتم استخدام العينات السابقة لإشارة الخرج.

H (z) هي دالة في النظام.

تحتوي وظيفة النظام على m أصفار وقطب واحد عند z = 0.

يوضح الشكل 45 خوارزمية عمل مرشح رقمي مع FIR.

العناصر الرئيسية للمرشح هي فدرات تأخير عينات القيم لكل فترة أخذ عينات واحدة.

كتل مقياس تؤدي الضرب الرقمي بالأوزان. من إخراج كتل المقياس ، تدخل الإشارة إلى الأفعى ، حيث يتم حساب إشارة الخرج.

مخطط الكتلة هذا ليس كهربائيًا ، ولكنه يخدم صورة بيانيةخوارزمية لمعالجة إشارة على جهاز كمبيوتر. بيانات الإخراج والمدخلات لمثل هذه الخوارزمية عبارة عن مصفوفات من الأرقام.

تنطبق على وظائف النظامعكس Z- وإيجاد الاستجابة الدافعة:

(تصفية استجابة الاندفاع).

تحتوي الاستجابة النبضية لمرشح FIR على عدد محدود من العناصر ويكون هذا المرشح ثابتًا دائمًا.

أوجد استجابة التردد بالتعويض

T = 1 / fs - الفاصل الزمني لأخذ العينات.

48 مرشحات رقمية ذات استجابة نبضية محدودة. حساب مرشحات تشي.

مرشح استجابة النبضة المحدودة (مرشح غير متكرر, مرشح FIR) أو مرشح FIR (اختصار FIR للاستجابة النبضية المحدودة) - أحد أنواع المرشحات الرقمية الخطية ، السمة المميزة لها هي الاستجابة النبضية المحدودة زمنياً (من وقت ما تصبح صفرًا تمامًا). يُطلق على هذا المرشح أيضًا اسم غير متكرر نظرًا لنقص التغذية الراجعة. مقام وظيفة النقل لمثل هذا المرشح هو ثابت معين.

معادلة الفرق التي تصف العلاقة بين إشارات الإدخال والإخراج للمرشح: أين ص- ترتيب مرشح ، x(ن) - اشارة ادخال، ذ(ن) هي إشارة الخرج ، و ب أنا- معاملات التصفية. بمعنى آخر ، يتم تحديد قيمة أي عينة من إشارة الخرج من خلال مجموع القيم المقاسة صالعينات السابقة. يمكن أن يقال بشكل مختلف: قيمة خرج المرشح في أي وقت هي قيمة الاستجابة للقيمة الآنية للإدخال ومجموع جميع الاستجابات المخففة تدريجيًا صعينات الإشارة السابقة التي لا تزال تؤثر على الخرج (بعد ص-العد ، تصبح دالة النبضة العابرة مساوية للصفر ، كما ذكرنا سابقًا ، وبالتالي كل المصطلحات بعد ذلك ص th تصبح أيضًا مساوية للصفر). لنكتب المعادلة السابقة بشكل أكبر:

للعثور على نواة المرشح ، ضع

x(ن) = δ( ن)

أين δ ( ن) هي دالة دلتا. ثم يمكن كتابة الاستجابة النبضية لمرشح FIR على النحو التالي:

يعطينا تحويل Z للاستجابة النبضية وظيفة النقل لمرشح FIR:

]الخصائص

يحتوي مرشح FIR على عدد من الخصائص المفيدة التي تجعله في بعض الأحيان أكثر تفضيلاً للاستخدام من مرشح IIR. هنا بعض منهم:

فلاتر FIR قوية.

لا تتطلب مرشحات FIR ملاحظات عند تنفيذها.

يمكن جعل مرحلة مرشحات FIR خطية

مرشح FIR للنموذج المباشر

يمكن تنفيذ مرشحات FIR باستخدام ثلاثة عناصر: مُضاعِف ، و adder ، ووحدة تأخير. الاختلاف الموضح في الشكل هو تنفيذ مباشر لمرشحات FIR من النوع 1.

تنفيذ مرشح FIR للنموذج المباشر

برنامج عينة

فيما يلي مثال لبرنامج مرشح FIR مكتوب بلغة C:

/ * مرشح FIR لـ 128 نقرة * /

تعويم fir_filter (إدخال تعويم)

عينة عائمة ثابتة

acc = 0.0f ؛ /* بطارية */

/ * الضرب والتراكم * /

لـ (أنا = 0 ؛ أنا< 128; i++) {

acc + = (h [i] * sample [i]) ؛

/* انتاج */

/ * إزاحة الإشارة المتأخرة * /

لـ (i = 127 ؛ i> 0 ؛ i--)

عينة [i] = عينة ؛

49 تجانس البيانات. انزلاق المتوسط.

50 تجانس البيانات. تجانس مع القطع المكافئ.

51 تجانس البيانات. تمليس سبنسر.

52 تجانس البيانات. متوسط ​​التصفية.

المتوسط ​​المتحرك ، التنعيم بالأرانب ، تمهيد سبنسر ، التصفية المتوسطة

عند تطوير طرق لتحديد معلمات العمليات الفيزيائية التي تتغير ببطء بمرور الوقت ، فإن المهمة المهمة هي القضاء على تأثير تأثيرات الضوضاء أو التداخل العشوائي الذي يتم فرضه على الإشارة المعالجة المتلقاة عند خرج المحول الأساسي.

للتخلص من هذا التأثير ، يمكنك تطبيق تجانس البيانات. يعد حساب المتوسط ​​الحسابي من أبسط الطرق للقيام بذلك. عند تطبيقه ، يتم حساب كل قيمة دالة منفصلة (مصفوفة بيانات معالجة) وفقًا للتعبير:

أين هو عدد النقاط لحساب المتوسط ​​الحسابي (عدد صحيح فردي) ؛

قيمة الوظيفة قبل المعالجة ؛

هناك طرق أخرى فعالة إلى حد ما للتنعيم ، على سبيل المثال ، القطع المكافئ من الدرجة الثانية عند خمس وسبع وتسع وإحدى عشرة نقطة وفقًا للتعبيرات:

أو القطع المكافئ من الدرجة الرابعة عند سبع ، وتسع ، وإحدى عشرة ، وثلاث عشرة نقطة:

في التطبيقات العملية ، تعطي الطرق الفعالة الأخرى نتائج جيدة ، على سبيل المثال ، تجانس سبنسر من 15 نقطة:

استبدال الأس المركب في هذه التعبيرات ، حيث يمكنك تحديد وظيفة النقل للتحويل المقابل.

لحساب المتوسط ​​الحسابي

التعبير الموجود بين قوسين هو تقدم هندسي بمقام ، لذلك يمكن تمثيل هذا التعبير على النحو التالي:

.

تمثل هذه الصيغة خاصية النقل لمرشح التمرير المنخفض ويمكن أن يُلاحظ منها أنه كلما زاد عدد المصطلحات المتضمنة في المتوسط ​​، زاد قمع مكونات الضوضاء عالية التردد في الإشارة (انظر الشكل 6.1).

ومع ذلك ، يختلف مفهوم التردد عند معالجة اتجاهات الوقت عن المفهوم المماثل عند معالجة الإشارات. هذا يرجع إلى حقيقة أنه عند دراسة اتجاهات الوقت ، لا يهم تكوين التردد الخاص بها ، ولكن نوع التغيير (زيادة ، نقصان ، ثبات ، دوري ، إلخ).

يعد استخدام ما يسمى بالخوارزميات الاستدراكية فعالًا أيضًا في تجانس البيانات.

واحد منهم هو متوسط ​​التصفية. أثناء تنفيذه في نافذة زمنية منزلقة ذات بعد حيث يكون العدد الصحيح هو رقم فردي ، يتم استبدال العنصر المركزي بالعنصر الأوسط من التسلسل ، والذي يتم ترتيب عناصر مصفوفة البيانات بترتيب تصاعدي للقيم للإشارة المصقولة التي تقع في النافذة الزمنية. تتمثل ميزة الترشيح الوسيط في القدرة على إزالة ضوضاء الاندفاع ، التي لا تتجاوز مدتها ، عمليًا دون تشويه الإشارات المتغيرة بسلاسة. لا تحتوي طريقة كبت الضوضاء هذه على تبرير رياضي صارم ، ومع ذلك ، أدت بساطة الحسابات وكفاءة النتائج التي تم الحصول عليها إلى استخدامها على نطاق واسع.

الشكل 6.1 - الرسوم البيانية لخصائص النقل

متوسط ​​العمليات الحسابية لـ m = 5 ، 7 ، 9 ، 11

خوارزمية تجانس أخرى مثيرة للاهتمام هي المتوسط. جوهرها على النحو التالي. في نافذة زمنية منزلقة ، الأبعاد (- عدد صحيح فردي) ، يتم ترتيب عناصر مصفوفة البيانات بترتيب تصاعدي ، ثم العناصر الأولى والأخيرة (<). Центральный элемент временного окна из последовательности сглаживаемых данных заменяется значением, вычисляемым как

تسمح لك هذه الطريقة بقمع النبضات وتداخل التردد اللاسلكي ، فضلاً عن تحقيق تجانس جيد للإشارة.

مرشح استجابة النبضة المحدودة (مرشح غير متكرر, مرشح FIR) أو مرشح FIR (اختصار FIR للاستجابة النبضية المحدودة) هو أحد أنواع المرشحات الرقمية الخطية ، السمة المميزة لها هي الاستجابة النبضية محدودة زمنياً (من وقت ما تصبح صفرًا تمامًا). يُطلق على هذا المرشح أيضًا اسم غير متكرر نظرًا لنقص التغذية الراجعة. مقام وظيفة النقل لمثل هذا المرشح هو ثابت معين.

الخصائص الديناميكية

أين هي دالة دلتا. ثم يمكن كتابة الاستجابة النبضية لمرشح FIR على النحو التالي:

#define N 100 // ترتيب المرشحتعويم h [N] = ( # تضمين “f1.h”)؛ // أدخل ملفًا بمعاملات التصفية المعروفةتعويم x [N] ؛ تعويم y [N] ؛ قصيرة my_FIR (نموذج_بيانات قصيرة) (نتيجة عائمة = 0 ؛ لـ (int i = N - 2 ؛ i> = 0 ؛ i--) (x [i + 1] = x [i] ؛ y [i + 1] = y [i] ؛) x [0] = (عائم) sample_data ؛ لـ (int k = 0 ؛ k< N; k++ ) { result = result + x[ k] * h[ k] ; } y[ 0 ] = result; return ((short ) result) ; }

أنظر أيضا

الروابط

• حساب مرشح FIR باستجابة خطية لتردد الطور باستخدام طريقة أخذ عينات التردد

مؤسسة ويكيميديا. 2010.

• رومودين ، فلاديمير الكسندروفيتش
• فوخما (نهر)

تعرف على ما هو "عامل تصفية استجابة النبضة المحدودة" في القواميس الأخرى:

عامل التصفية - احصل على رمز ترويجي BeTechno صالح على الأكاديمي أو قم بشراء مرشح بخصم على التخفيضات في BeTechno

مرشح استجابة النبضة المحدودة- - موضوعات الاتصالات والمفاهيم الأساسية EN الاستجابة النبضية المحدودة (مرشح) FIR ... دليل المترجم الفني

مرشح استجابة النبضة اللانهائية- (مرشح متكرر ، مرشح IIR) أو مرشح IIR (اختصار IIR من استجابة نبضة لانهائية) مرشح إلكتروني خطي يستخدم واحدًا أو أكثر من مخرجاته كمدخل ، أي ... ... ويكيبيديا

مرشح FIR

مرشح غير متكرر- المرشح ذو الاستجابة النبضية المحدودة (مرشح غير متكرر ، مرشح FIR ، مرشح FIR) هو أحد أنواع المرشحات الإلكترونية الخطية ، ومن السمات المميزة لها وقت الاستجابة النبضي المحدود (مما ... ويكيبيديا

مرشح تكراري- الفلتر ذو الاستجابة النبضية اللانهائية (مرشح متكرر ، مرشح IIR) هو مرشح إلكتروني خطي يستخدم واحدًا أو أكثر من مخرجاته كمدخل ، أي يشكل تغذية مرتدة. الميزة الرئيسية لهذه المرشحات هي ... ويكيبيديا

مرشح رقمي- المرشح الرقمي في الإلكترونيات هو أي مرشح يعالج إشارة رقمية من أجل عزل و / أو قمع ترددات معينة لتلك الإشارة. على عكس الرقمي ، يتعامل المرشح التناظري مع الإشارة التناظرية وخصائصها ... ويكيبيديا

مرشح منفصل- المرشح الرقمي في الإلكترونيات هو أي مرشح يعالج إشارة رقمية من أجل عزل و / أو قمع ترددات معينة لتلك الإشارة. بخلاف المرشح التناظري الرقمي ، فهو يتعامل مع إشارة تناظرية ، وخصائصه غير منفصلة ، ... ... ويكيبيديا

مرشح الخط- المرشح الخطي هو نظام ديناميكي يطبق نوعًا من المشغل الخطي على إشارة الدخل لعزل أو قمع ترددات إشارة معينة ووظائف أخرى لمعالجة إشارة الدخل. تستخدم المرشحات الخطية على نطاق واسع في ... ... ويكيبيديا

المتوسط ​​المتحرك (مرشح)- هذا المصطلح له معاني أخرى ، انظر المتوسط ​​المتحرك (المعاني). مخطط كتلة لمرشح FIR بسيط من الدرجة الثانية يقوم بتنفيذ متوسط ​​متحرك لمتوسط ​​متحرك ، نوع متوسط ​​متحرك من مرشح رقمي باستخدام ... ... ويكيبيديا

المتوسط ​​المتحرك (القيم)- المتوسط ​​المتحرك ، المتوسط ​​المتحرك: المتوسط ​​المتحرك لمجموعة من الوظائف ، تكون قيمتها عند كل نقطة تعريف مساوية لمتوسط ​​قيمة الوظيفة الأصلية للفترة السابقة. المتوسط ​​المتحرك ... ... ويكيبيديا