Skaitmeniniai filtrai


Įvadas. Filtrai. Analoginiai filtrai. Skaitmeniniai filtrai. Bir (iir) filtrai. BIR filtro skaičiavimas pagal analoginį filtrą. Rir (fir) filtrai. Filtro kūrimas langų metodu. RIR filtrų kūrimas dažnio diskretizavimo metodu. Išvados. Literatūros sąrašas.


Filtrai turi filtravimo ribinį parametrą ir nuo to priklauso praleidžiamoji ir slopinamoji zonos, taip pat yra stabilūs, greiti bei užtikrina filtravimo kokybę. Filtrai pagal veikimo principą yra skirstomi į dvi pagrindines grupes: analoginius ir skaitmeninius. [5]

Analoginiai filtrai dažnai yra naudojami kaip prototipai kuriant skaitmeninius filtrus. [2]

Išsiaiškinti apie skaitmeninius filtrus, kokie būna jų tipai, kaip apskaičiuojami.

Signalų atskyrimas reikalingas tada, kai duomenys esantys signale yra užgožiami kitų, informacijos nenešančių signalų. Pavyzdžiui, norint užrašyti kūdikio elektrokardiogramą, reikia atskirti motinos kardiogramos signalą nuo kūdikio kardiogramos. Signalų atkūrimui filtrai naudojami, kai dėl kokių nors priežasčių signalas išgadinamas. Pavyzdžiui, jei garso įrašas padarytas blogos kokybės aparatūra, tai filtravimas gali būti panaudotas geresniam garso atkūrimui. [1]

dažniams atrinkti – radijo imtuve reguliuojamas juostinis filtras leidžia klausytojui pasirinkti norimą radijo stotį;

Analoginiai filtrai klasifikuojami į: žemųjų dažnių, aukštųjų dažnių, juostinius ir užtvarinius. Šie filtrai dažnai naudojami kaip prototipai kuriant skaitmeninius filtrus. [2]

Paprasčiausias analoginis žemųjų dažnių filtras – integruojamoji RC grandinėlė. Šio filtro dažninė amplitudės charakteristika gali būti išreikšta pagal 1 formulę: [2]

čia ( - kampinis dažnis (f=(/2π); R – varža (matuojama omais); C – talpa (matuojama faradais). Šio filtro dažninės charakteristikos priklauso nuo parinktų grandinėlės elementų sandaugos RC.

Integruojamosios RC grandinėlės schemoje sukeitę rezistorių ir kondensatorių vietomis, gausime diferencijuojamąją RC grandinėlę, t.y. aukštųjų dažnių filtrą. Diferencijuojamosios RC grandinėlės DACh gali būti apskaičiuota pagal 2 formulę: [2]

Skaitmeninis filtras – tai ne kas kita, kaip algoritmas (skaičiavimo procesas), keičiantis vieną skaičių seką x (n) (skaitmeninį įėjimo signalą) į kitą y (n) (skaitmeninį išėjimo signalą). Todėl skaitmeniniai filtrai gali būti naudojami ne tik reikiamam signalo dažniui filtruoti, bet ir kaip diferencijavimo, integravimo uždavinių sprendimo pagrindas. [2]

sudėtingi filtrai gali būti realizuoti mažesnėmis sąnaudomis nei analoginiai filtrai.

Kaip ir analoginiai filtrai, skaitmeniniai filtrai gali būti skirstomi į: žemųjų dažnių, aukštųjų dažnių, juostinius ir užtvarinius.

Skaitmeniniai filtrai gali būti kuriami transformuojant analoginių filtrų prototipus įvairiais metodais:

Skaitmeninio filtro poveikį įėjimo signalui apibūdina filtro impulsinė reakcija: [2]

čia x (n) – filtro įėjimo signalo vertė diskrečiojo laiko momentu n; M – filtro impulsinės reakcijos elementų skaičius (filtro eilė yra M-1).

Skaitmeninių signalų teorijoje skaitmeniniai filtrai skirstomi pagal du požymius: impulsinę reakciją ir realizavimo būdus. Begalinės impulsinės reakcijos (BIR) filtrai žymimi IIR (angl. Infinite Impulse Response), o ribotos impulsinės reakcijos (RIR) filtrai – FIR (angl. Finite Impulse Response). BIR filtrų išėjimas priklauso nuo anksčiau buvusių išėjimo signalo reikšmių (sukuriamas grįžtamasis ryšys), o RIR filtrų – nepriklauso (am koeficientai lygūs 0). [2]

  • Microsoft Word 833 KB
  • 2017 m.
  • Lietuvių
  • 14 puslapių (2458 žodžiai)
  • Universitetas
  • Aistė
  • Skaitmeniniai filtrai
    10 - 2 balsai (-ų)
Skaitmeniniai filtrai. (2017 m. Lapkričio 08 d.). https://www.mokslobaze.lt/skaitmeniniai-filtrai.html Peržiūrėta 2020 m. Rugsėjo 18 d. 22:30
×
142 mokytojai prisijungę laukia tavo klausimo