В цифровой обработке сигналов КИХ - это фильтр, импульсная характеристика которого имеет конечный период, в результате чего он устанавливается на ноль за конечное время. Это часто отличается от БИХ-фильтров, которые могут иметь внутреннюю обратную связь и будут реагировать бесконечно. Импульсная характеристика КИХ-фильтра с дискретным временем N-го порядка берет ровно N + 1 отсчетов, прежде чем затем установится на ноль. КИХ-фильтры самый популярный вид фильтров выполняются программно, и эти фильтры могут быть непрерывными, аналоговыми или цифровыми, а также дискретными. К особым типам КИХ-фильтров относятся: прямоугольная диаграмма, преобразователь Гильберта, дифференциатор, L-диапазон и повышенный косинус.
Что такое КИХ-фильтр?
Аббревиатура термина FIR - «конечная импульсная характеристика», и это один из двух основных типов цифровых фильтров, используемых в приложениях DSP. Фильтры - формирователи сигнала и функция каждого фильтра заключается в том, что он позволяет составлять переменного тока и блокирует компоненты постоянного тока. Лучшим примером фильтра является телефонная линия, которая действует как фильтр. Потому что он ограничивает частоты до уровня, значительно меньшего, чем диапазон частот, который люди могут слышать.
КИХ-фильтры для цифровой обработки сигналов
Существуют различные типы фильтров: LPF, HPF, BPF, BSF. ФНЧ пропускает только низкочастотные сигналы через свои выходные сигналы, поэтому этот фильтр используется для устранения высоких частот. LPF удобен для управления самым высоким диапазоном частот аудиосигнала. HPF - полная противоположность LPF. Потому что он отклоняет только частотные составляющие ниже некоторого порога. Лучшим примером HPF является отключение звуковой мощности переменного тока 60 Гц, которая может быть выбрана как шум, связанный практически с любым сигналом в США.
Альтернативой ИК-фильтру является фильтр DSP, который также может быть БИХ-фильтром. БИХ-фильтры используют обратную связь, поэтому, когда вы вводите импульс, теоретически сигнал отключается вечно. Для описания ИК-фильтров используются следующие термины: отвод, импульсная характеристика, MAC (умножение с накоплением), линия задержки, переходная полоса и кольцевой буфер.
Методы проектирования КИХ-фильтра
Методы проектирования КИХ-фильтра основаны на приближении идеального фильтра. Полученный фильтр приближается к идеальной характеристике, потому что порядок фильтра будет увеличиваться, поэтому создание фильтра и его реализация дополнительно усложняются.
Процесс проектирования начинается с требований и спецификаций КИХ-фильтра. Метод, используемый в процессе разработки фильтра, зависит от реализации и спецификаций. У методов проектирования есть много преимуществ и недостатков. Таким образом, очень важно выбрать правильный метод проектирования КИХ-фильтра. Из-за эффективности и простоты КИХ-фильтра чаще всего используется оконный метод. Другой метод измерения частоты дискретизации также очень прост в использовании, но имеет небольшое затухание в полосе задерживания.
Логическая структура КИХ-фильтра
КИХ-фильтр используется для реализации практически любого типа цифровой частотной характеристики. Обычно эти фильтры имеют умножитель, сумматоры и серию задержек для создания выходного сигнала фильтра. На следующем рисунке показана основная схема КИХ-фильтра с длиной N. Результат задержек работает с входными выборками. Значения hk - это коэффициенты, которые используются для умножения. Так что o / p за один раз, и это сумма всех задержанных выборок, умноженных на соответствующие коэффициенты.
Логическая структура КИХ-фильтра
В дизайн фильтра может быть определен as, это процесс выбора длины и коэффициентов фильтра. Намерение состоит в том, чтобы установить параметры так, чтобы требуемые параметры, такие как полоса заграждения и полоса пропускания, давали результат работы фильтра. Большинство инженеров используют программное обеспечение MATLAB для проектирования фильтра.
Обычно фильтры определяются их откликами на отдельную частоту. компоненты, которые нашли i / p-сигнал. Отклики фильтров классифицируются на три типа на основе частот, таких как полоса заграждения, полоса пропускания и полоса перехода. Отклик полосы пропускания - это влияние фильтра на частотные составляющие, которые в большинстве своем остаются неизменными.
Частоты в полосе задерживания фильтра сильно уменьшаются. Полоса перехода обозначает частоты в середине, которые могут получить некоторое снижение, но не отделены полностью от сигнала o / p.
Частотная характеристика КИХ-фильтра
График частотной характеристики фильтра показан ниже, где ωp - конечная частота полосы пропускания, ωs - начальная частота полосы задерживания, As - величина ослабления в полосе задерживания. Частоты b / n, ωp и ωs падают в полосе перехода и уменьшаются в несколько меньшей степени. Это подтверждает, что фильтр соответствует предпочтительным спецификациям, включая полосу перехода, пульсации, длину фильтра и коэффициенты. Чем длиннее фильтр, тем точнее можно настроить отклик. При длине N и коэффициентах float h [N] = {…………}, выбранных, реализация КИХ-фильтра довольно проста.
Частотная характеристика КИХ-фильтра
Z-преобразование КИХ-фильтра
Для N-отводного КИХ-фильтра с коэффициентом h (k) значение o / p определяется как
y (n) = h (0) x (n) + h (1) x (n-1) + h (2) x (n-2) + ……… h (N-1) x (nN-1) )
Z-преобразование фильтра
H (z) = h (0) z-0 + h (1) z-1 + h (2) z-2 + ……… h (N-1) z- (N-1) или
Передаточная функция КИХ-фильтра
Формула частотной характеристики для КИХ-фильтра
Коэффициент усиления по постоянному току КИХ-фильтра составляет
Применение КИХ-фильтров в основном связано с цифровой связью на промежуточных частотах приемника. Например, цифровое радио принимает и преобразует аналоговый сигнал в промежуточную частоту, а затем преобразует его в цифровой использование с цифро-аналоговым преобразователем. Затем использует конечную импульсную характеристику для выбора предпочтительной частоты. Он используется в программном радио, что позволяет легко адаптировать фильтры с хорошим подавлением и без замены оборудования.
Таким образом, это все о FIR-фильтре, конструкции FIR-фильтра, логической структуре и частотной характеристике FIR-фильтров. Мы надеемся, что вы лучше понимаете эту концепцию. Кроме того, любые вопросы по этой теме и приложениям, пожалуйста, оставляйте свои предложения и комментарии в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, в чем разница между FIR и IIR фильтром.
