Ketahui semua Tentang Filter FIR dalam Pemrosesan Sinyal Digital

Ketahui semua Tentang Filter FIR dalam Pemrosesan Sinyal Digital

Dalam pemrosesan sinyal digital, FIR adalah filter yang respons impulsnya dalam periode terbatas, akibatnya mengendap ke nol dalam waktu yang terbatas. Hal ini sering kali berbeda dengan filter IIR, yang dapat memiliki umpan balik internal dan masih akan merespons tanpa batas. Respons impuls dari filter FIR waktu diskrit orde-N mengambil tepat N + 1 sampel sebelum kemudian mengendap ke nol. Filter FIR adalah jenis filter paling populer dijalankan dalam perangkat lunak dan filter ini dapat berupa waktu kontinu, analog atau digital dan waktu diskrit. Jenis khusus dari filter FIR adalah Boxcar, Hilbert Transformer, Differentiator, Lth-Band dan Raised-Cosine.



Apa itu Filter FIR?

Filter FIR

Singkatan FIR adalah 'Respon Impulse Hingga' dan ini adalah salah satu dari dua jenis filter digital yang digunakan dalam aplikasi DSP. Filter adalah pengkondisi sinyal dan fungsi masing-masing filter adalah memungkinkan adanya komponen AC dan blok komponen DC. Contoh filter terbaik adalah saluran telepon yang berfungsi sebagai filter. Karena, itu membatasi frekuensi pada kemarahan yang secara signifikan lebih kecil daripada jangkauan frekuensi yang dapat didengar manusia.






Filter FIR untuk Pemrosesan Sinyal Digital

Filter ada berbagai macam yaitu LPF, HPF, BPF, BSF. LPF hanya mengizinkan sinyal frekuensi rendah melalui output daya, jadi filter ini digunakan untuk menghilangkan frekuensi tinggi. LPF nyaman untuk mengontrol rentang frekuensi tertinggi dalam sinyal audio. HPF sangat berlawanan dengan LPF. Karena, ia hanya menolak komponen frekuensi di bawah ambang tertentu. Contoh terbaik dari HPF adalah, memotong daya AC bersuara 60Hz, yang dapat dipilih sebagai noise yang terkait dengan hampir semua sinyal di AS.

Alternatif filter IR adalah filter DSP yang juga bisa IIR. Filter IIR menggunakan umpan balik, jadi ketika Anda mengaktifkan impuls, output daya secara teoritis berdering selamanya. Istilah yang digunakan untuk menjelaskan filter IR adalah Tap, respons impuls, MAC (multiply mengakumulasi), garis tunda, pita transisi, dan buffer melingkar.



Metode Desain Filter FIR

Metode desain filter FIR berdasarkan perkiraan filter ideal. Filter berikutnya mendekati karakteristik sempurna karena urutan filter akan bertambah, sehingga membuat filter dan implementasinya semakin rumit.

Proses desain dimulai dengan kebutuhan dan spesifikasi filter FIR. Metode yang digunakan dalam proses desain filter tergantung pada implementasi dan spesifikasinya. Ada banyak keuntungan dan kerugian dari metode desain. Jadi, sangat penting untuk memilih metode yang tepat untuk desain filter FIR. Karena efisiensi dan kesederhanaan filter FIR, metode window yang paling umum digunakan. Metode lain metode frekuensi sampling juga sangat mudah digunakan, tetapi ada redaman kecil di stopband.


Struktur Logis Filter FIR

Filter FIR digunakan untuk mengimplementasikan hampir semua jenis respons frekuensi digital. Biasanya filter ini dirancang dengan pengali, penambah, dan serangkaian penundaan untuk menghasilkan keluaran filter. Gambar berikut menunjukkan diagram filter FIR dasar dengan panjang N. Hasil penundaan beroperasi pada sampel masukan. Nilai hk adalah koefisien yang digunakan untuk perkalian. Sehingga output daya sekaligus dan itulah penjumlahan dari semua sampel yang tertunda dikalikan dengan koefisien yang sesuai.

Struktur Logis Filter FIR

Struktur Logis Filter FIR

Itu desain filter dapat ditentukan karena, ini adalah proses memilih panjang dan koefisien filter. Tujuannya adalah untuk mengatur parameter sehingga parameter yang diperlukan seperti stop band dan pass band akan memberikan hasil dari menjalankan filter. Sebagian besar insinyur menggunakan perangkat lunak MATLAB untuk merancang filter.

Biasanya, filter ditentukan oleh responsnya terhadap frekuensi terpisah komponen yang ditemukan Sinyal i / p Respon dari filter a diklasifikasikan menjadi tiga jenis berdasarkan frekuensi seperti stop band, pass band dan transisi band. Respons dari passband adalah efek filter pada komponen frekuensi yang dikirimkan melalui sebagian besar tidak terpengaruh.

Perbedaannya, frekuensi dalam stopband filter sangat berkurang. Pita transisi menandakan frekuensi di tengah, yang mungkin menerima beberapa reduksi, tetapi tidak terlepas sepenuhnya dari sinyal output daya.

Respon Frekuensi dari Filter FIR

Plot respons frekuensi filter ditunjukkan di bawah ini, di mana ωp adalah frekuensi akhir passband, ωs adalah frekuensi awal stopband, As adalah jumlah atenuasi di stopband. Frekuensi b / n ωp dan ωs turun di pita transisi dan dikurangi ke beberapa derajat yang lebih rendah. Hal itu menegaskan bahwa filter memenuhi spesifikasi yang disukai termasuk bandwidth transisi, riak, panjang filter, dan koefisien. Semakin panjang filternya, semakin halus respons yang dapat disetel. Dengan panjang dan koefisien N, float h [N] = {…………}, ditentukan, implementasi filter FIR cukup mudah.

Respon Frekuensi dari Filter FIR

Respon Frekuensi dari Filter FIR

Z Transformasi dari Filter FIR adalah

Untuk filter FIR N-tap dengan koefisien h (k), maka output daya didefinisikan sebagai
y (n) = h (0) x (n) + h (1) x (n-1) + h (2) x (n-2) + ……… h (N-1) x (nN-1 )

Transformasi-Z dari filter adalah
H (z) = h (0) z-0 + h (1) z-1 + h (2) z-2 + ……… h (N-1) z- (N-1) atau

Fungsi Transfer Filter FIR

Formula Respon Frekuensi untuk Filter FIR

Penguatan DC dari filter FIR adalah

Aplikasi filter FIR terutama melibatkan komunikasi digital pada tahap frekuensi menengah penerima. Misalnya, radio digital menerima dan mengubah sinyal analog menjadi frekuensi antara dan kemudian mengubahnya menjadi digital menggunakan dengan konverter digital ke analog. Kemudian gunakan respons impuls hingga untuk memilih frekuensi yang disukai. Ini digunakan di radio perangkat lunak, yang memungkinkan filter yang mudah beradaptasi dengan penolakan yang baik dan tanpa mengubah perangkat keras.

Jadi, ini semua tentang filter FIR, desain filter FIR, struktur logis dan respons frekuensi filter FIR. Kami berharap Anda lebih memahami konsep ini. Selanjutnya, jika ada pertanyaan tentang topik dan aplikasi ini, silakan berikan saran dan komentar Anda di bagian komentar di bawah. Ini pertanyaan untuk Anda, apa perbedaan antara filter FIR dan IIR.