Manşetler

Buradasın: Faydalı linkler » Eğitim » SONLU İMPALS CEVAP FİLTRELERİ
 

SONLU İMPALS CEVAP FİLTRELERİ

Reklam

SONLU İMPALS CEVAP FİLTRELERİ

Sonlu impals cevap (FIR) filtreleri , dijital filtrelerdir ve sonlu bir impals cevabına sahiptir. FIR filtrelerine , noniteratif filtreler , konvolüsyon filtreleri , veya MA filtreleri ( moving ? average ) de denir çünkü bir FIR filtrenin çıkışı bir sonlu konvolüsyon olarak ifade edilebilir:

Burada , x , filtre edilecek giriş dizisini ; y , filtrelenmiş çıkış dizisini , ve h de , FIR filtre katsayılarını gösterir.

Aşağıda , FIR filtrelerinin en önemli karakteristikleri verilmiştir:

· Filtre katsayısı simetrisinden dolayı lineer faz meydana getirebilirler.

· Her zaman kararlıdırlar.

· Konvolüsyon kullanarak filtreleme fonksiyonu yerine getirilebilir.

Burada , n , FIR filtre katsayı sayısıdır.

Aşağıdaki grafik , normalize edilmiş frekansa karşı , FIR filtrelerinin tipik bir faz ve büyüklük cevabını gösterir.

Faz cevabındaki süreksizlikler , tam değeri kullanarak büyük cevabı hesaplandığında ortaya koyulan süreksizliklerden ortaya çıkar. Fazdaki süreksizliklerin pi derecesinde olduğunu dikkate alın. Faz , bununla beraber, net olarak lineerdir.

FIR filtreler , bir ayrık zaman sisteminin belirtilmiş , istenen frekans cevabının (yaklaşık) tahmini ile dizayn edilir . En genel teknikler , bir lineer-faz cevabını sürdürürken istenen büyüklük cevabını yaklaştırır.

Pencereleme İle FIR Filtrelerin Dizaynı
Lineer-faz FIR filtrelerinin dizaynında kullanılan en basit metot , pencere dizayn metodudur . Bir FIR filtresini pencerelemeyle dizayn etmek için , ideal bir frekans cevabıyla başlanır , onun impals cevabı hesaplanır ve daha sonra bir sonlu sayıda katsayı ortaya çıkarmak için impals cevabı kesilir . İdeal impals cevabının kesilmesi (Gibbs fenomeni olarak bilinen bir etki)-FIR filtre frekans cevabında ani geçişlerdeki (kesim frekanslarında) salınım davranışına neden olur.

Bir düzeltme pencere fonksiyonu kullanarak ideal impals cevabının kesilmesinin düzeltilmesiyle Gıbbs fenomesi etkileri azaltılabilir . Her iki uçta FIR katsayılarının azaltılmasıyla , frekans cevabında yanal parçaların (lob) yükseklikleri azaltılabilir . Bununla beraber , bu metodun dezavantajı , ana bölümün (lob) geçişlemesi , sonuç olarak kesim frekanslarında daha geniş bir geçiş bölgesinin oluşmasıdır . Bir pencere fonksiyonunun seçimi , Chebyshev ve Butterworth IIR filtreleri arasındaki seçime benzerdir .

Pencereleme ile FIR filtrelerinin dizayn edilmesi basittir ve hesap bakımından ucuzdur . Ayrıca FIR filtrelerinin dizaynında en hızlı yoldur . Bununla beraber , en iyi FIR filtre dizayn metodu değildir.

Parks-McClellan Algoritmasının Kullanılmasıyla Optimum Fır Filtrelerinin Dizaynı
Parks-McClellan algoritması , verilen bir sayıdaki katsayılar için en iyi filtreyi dizayn etmeye yarayan bir optimum FIR filtre dizayn tekniğini ortaya koyar. Böyle bir dizayn , kesim frekanslarındaki ters etkileri azaltır.Ayrıca farklı frekans bantlarında tahmin hatalarının daha kontrollü olmasını sağlar fakat bu kontrol , pencere metodu ile mümkün değildir.

Parks-McClellan algoritmasını kullanarak FIR filtrelerini dizayn etmek hesapsal olarak pahalıdır.

Dar Bant FIR Filtrelerinin Dizaynı
FIR filtrelerini özellikle dar bant genişlikleriyle , dizayn etmek için sıradan teknikleri kullanırken , sonuçlanan filtre süreleri çok uzun olabilir. Uzun filtre süreli FIR filtreleri uzun süren dizayn ve uygulamaya koyma süresi gerektirir ve sayısal hatalara karşı daha hassastır. Bazı durumlarda , Parks-McClellan algoritması gibi geleneksel filtre dizayn teknikleri , dizaynı tamamiyle başarısız kılabilir.

Dar bant FIR filtrelerini dizayn etmek için IFIR (Interpolated Finite Impulse Response ) filtre dizayn tekniği denen çok verimli bir algoritma kullanılabilir. Bu tekniğin kullanımı Parks-McClellan algoritmasının doğrudan uygulanmasıyla dizayn edilen filtrelerden daha az katsayıyı ( ve bu nedenle daha az katsayıyı ) gerektiren dar bant filtrelerini ortaya koyar. LabVIEW , geniş bant , yüksek geçiren ( 0 yakınlarındaki kesim frekansı ) ve alçak geçiren filtreleri ( Nyquist yakınlarındaki kesim frekansı ) üretmek için bu tekniği kullanır.

Pencerelenmiş FIR Filtreleri
İstenilen pencerelenmiş FIR filtre tiplerini seçmek için FIR sanal enstrumanlarının filtre tipi parametreleri kullanılır:alçak geçiren , yüksek geçiren , bant geçiren , veya bant durduran.

Aşağıda liste iki ilgili FIR sanal enstrumanını verir:

· FIR Pencerelenmiş Katsayılar ? Pencerelenmiş (veya pencerelenmemiş )katsayıları üretir.

· FIR Pencerelenmiş Filtreler ? Pencerelenmiş (veya pencerelenmemiş ) katsayıları kullanarak girişi filtreler .

FIR Dar Bant Filtreleri
Dar bant FIR filtreleri , FIR dar bant katsayı VI?sini kullanarak dizayn edilebilir ve daha sonra da FIR dar bant filtre VI?sini kullanarak filtreleme uygulamaya koyulabilir.Dizayn ve uygulamaya koyma , farklı çalışmalardır çünkü gerçek filtreleme işlemi çok hızlı ve verimli olmasına karşın birçok dar bant filtre , uzun süren dizayn süresi gerektirir.Dar bant filtreleme diyagramları yaratılırken bu durum gözönünde tutulmalıdır.

Dar bant filtre nitelikleri için gereken parametreler , filtre tipi , örnekleme oranı , bant geçiren ve bant durduran frekansları , bant geçiren küçük genlikli dalgalanması ( lineer ölçek ) , ve bant durduran zayıflamadır ( desibel ) . Dar bant filtre VI?lerini kullanılarak geniş bant alçak geçiren filtreler (Nyquist yakınındaki kesim frekansı) ve geniş bant yüksek geçiren filtreler dizayn edilebilir.

Aşağıdaki şekil , bir dar bant filtrenin bir impalsa cevabının tahmin edilmesi için FIR Dar Bant Katsayı Sanal Enstrumanı (VI) ve FIR Dar Bant Filtre Sanal Enstrumanının nasıl kullanıldığını gösterir.
Bu içerik internet kaynaklarından derlenmiştir

Yorum Bırakın

Yorumunuzu Buraya Yazın!

İsminiz
E-Mailiniz
Yorumunuz
 

Bu içerik İçin Yorum Yapılmadı. İlk Olmak İster misin?