Filtrlar haqida umumiy tushuncha Raqamli filtrlar Integral filtrlar

Mavzu: Filtrlar haqida umumiy tushuncha hamda ularning turlari

Reja

1. 
   Filtrlar haqida umumiy tushuncha
   
2. 
   Raqamli filtrlar
   
3. 
   Integral filtrlar
   
4. 
   Xulosa
   

Ushbu maqolada men Verilog HDL-da oddiy parametrik raqamli FIR filtrini yaratish bo'yicha tajribalarim haqida gaplashmoqchiman. Bugungi kunga qadar veb-saytimizda raqamli signallarni qayta ishlash mavzusidan qochishga harakat qildim: baribir, bu juda murakkab. Xo'sh, qiyin bo'lganda, masalani mustaqil o'rganish uchun ko'p vaqt sarflash kerak. Men bir hafta davomida faqat http://www.dsplib.ru/content/filters/ch10/ch10.html saytini o'qib chiqdim - juda qiziq manba, unda hamma narsa juda qisqa va tushunarli. Dsplib.ru saytidan bir nechta maqolalarni o'qib chiqqach, men nazariya yozmasligim yaxshiroqligini angladim. Ammo men Verilog-dagi filtrni tushunishim va amalga oshirishimni taklif qilishim mumkin.

Olingan filtr ideal xarakteristikaga yaqinlashadi, chunki filtrlarning tartibi oshib boradi, bu esa filtrni va uni bajarishni murakkablashtiradi. Ushbu usullarning har biri o'zining afzalliklari va kamchiliklariga ega. Oddiyligi va samaradorligi tufayli deraza usuli eng ko'p ishlatiladigan filtr dizayni usuli hisoblanadi. Chastotani tanlab olish usulidan foydalanish oson, ammo shu tarzda ishlab chiqarilgan filtrlar kechikish diapazonida engil pasayishga ega.

Biz boshlagan asl iborani oling

So'z spetsifikatsiyasi aslida chastota javoblarining spetsifikatsiyasini anglatadi. Past Pass Filtrining xususiyatlari.

• 
  Δ1 - bu o'tish chizig'idagi maksimal to'lqin.
  
• 
  Δ2 - to'xtash signallari diapazonidagi minimal pasayish.
  
• 
  As - to'xtatish signallari diapazonidagi minimal pasayish.
  

Yuqori o'tkazgichli, o'tkazuvchan va o'tkazuvchan filtrlar uchun texnik xususiyatlar past o'tkazgichli filtrlar singari aniqlanadi.

Shunday qilib, raqamli filtrlar raqamli signallarni qayta ishlash moslamalari.

Raqamli signal - bu ba'zi bir fizik miqdorni muntazam ravishda o'lchash natijasi bo'lgan raqamlar ketma-ketligi. Siz kuchlanish, oqim, yorug'lik, harorat, egilish burchagi, tezlik va boshqalarni o'lchashingiz mumkin.

Biroq, nuances bor.

Raqamli High Pass filtrining xususiyatlari. Raqamli tarmoq o'tkazish kengligi filtrining xususiyatlari. Faraz qilaylik, diskret vaqt signalining x namunalari ma'lum. Ushbu signalning chastota spektri. Uzatish funktsiyasining rekursiv qismi aslida diskret vaqt tizimining teskari aloqasi.

Diskret vaqtga ega bo'lgan chiziqli tizimning sxemasi. Diskret vaqt tizimining barqaror bo'lishi uchun 2-2-rasmda ko'rsatilgandek, diskret vaqtni uzatish funktsiyasining barcha qutblari birlik doirasi ichida joylashgan bo'lishi kerak. Agar ushbu talab bajarilmasa, tizim beqaror bo'lib qoladi, bu juda xavflidir. Nollarning joylashishi diskret vaqt tizimlarining barqarorligiga ta'sir qilmaydi. Endi ushbu bo'limda faqat transfer funktsiyasining nollari muhokama qilinadi.

Birinchidan, ular o'lchovlarni signal spektrida mavjud bo'lgan eng yuqori chastotadan 2 baravar yuqori chastotada bajarish kerakligini aytishdi. Buni Kotelnikov teoremasi tasdiqlaydi. Buning amaliy natijasi shundaki, signalni o'lchashdan oldin, uning spektrida o'lchash chastotasining yarmidan yuqori chastotalari bo'lgan harmonik tarkibiy qismlar yo'qligiga ishonch hosil qilishingiz kerak. Shunday qilib, hisoblagichdan oldin tegishli analog filtrni o'rnatishingiz kerak. Agar bu amalga oshirilmasa, unda oldin bo'lmagan chastotalar raqamlangan signalning spektrida paydo bo'lishi mumkin, asl signal buziladi. Ushbu zararli hodisa begirish deb ataladi.

Ilgari ko'rib chiqilganlarning barchasi doimiy funktsiyalar bilan bog'liq. Agar k ni t o'rniga doimiy funktsiyaga t va o'rniga integral o'rniga yig'indini almashtirsak, Laplas o'zgarishi

Koeffitsientlarni ifodalashda xato har doim dasturiy va apparat vositalarining bajarilishi tufayli amalga oshiriladi. Dasturiy ta'minotni amalga oshirishda xato cheklangan so'z uzunligi effekti bilan yuzaga keladi, uskunani amalga oshirishda esa koeffitsientlarni mutlaq aniqlik bilan ifodalashning mumkin emasligi kelib chiqadi. Ikkala holatda ham natija shundan iboratki, koeffitsientlarning qiymati loyihalash jarayonida olingan qiymatdan farq qiladi. Bunday xatolar diskret vaqt tizimining chastota og'ishlariga olib keladi.

Ikkinchidan, o'lchash moslamasining raqamli sig'imi, ADC, analog-raqamli konvertor muhim ahamiyatga ega. Bu erda, afsuski, hech qanday tavsiyalar berolmayman. Ba'zi sabablarga ko'ra, men o'qigan ko'plab maqolalarda, ular Kotelnikov teoremasiga binoan tanlab olish tezligini tanlash haqida gapirishadi, lekin ADC bit chuqurligi haqida gapirishmaydi. Bu juda g'alati, chunki Kotelnikov teoremasining o'zi olingan namunalarni mutlaq aniqlik bilan nazarda tutadi, bu haqiqiy hayotda bo'lishi mumkin emas. Kirish signalidagi shovqin darajasiga hali ham qarash kerak, hatto past darajadagi ADC bitlari "titraydi". Kirish signalidagi shovqin tufayli bir oz bardoshli bir oz tebranish bilan ADC olish mantiqqa to'g'ri kelmaydi.

Ushbu xususiyat, ayniqsa, yuqori aniqlikdagi filtrlar uchun xosdir, chunki ularning nollari bir-biriga juda yaqin. Shu bilan birga, koeffitsientlarni taqdim etishda kichik xatolar katta chastotali og'ishlarga olib kelishi mumkin. Kerakli chastotali javobdan og'ish.

To'rt standart ideal filtrlarning uzatish funktsiyalari. To'rt standart ideal filtrlarning chastotali javobi. Agar siz nostandart ideal filtrning chastota javobini topishingiz kerak bo'lsa, teskari Furye transformatsiyasi uchun iboradan foydalaning.

Olingan filtr juda keng yoki juda tor bo'lgan o'tish mintaqasiga ega bo'lsa, filtrlash tartibini sizning ehtiyojlaringizga qarab ko'paytirish yoki kamaytirish orqali o'zgartirishingiz kerak va keyin 4, 5 va 6-qadamlar kerak bo'lganda takrorlanadi.

•