Dsp ruchome średnio filtr design

Wprowadzający filtr cyfrowy. Uruchommy MicroModeler DSP i wybierz filtr cyfrowy z paska narzędzi u góry i przeciągnij go do naszej aplikacji. Wybieramy średni ruchowy filtr, ponieważ jest to jeden z najprostszych typów filtrów. Po upuszczeniu filtra, wyświetlacze zostaną zaktualizowane automatycznie Kliknij, aby uruchomić program MicroModeler DSP w nowym oknie. Wszyscy wiemy, co oznacza średnia - dodaj liczby i podziel się przez ile jest tam ruchome przeciętne filtry nie wystarczy, że zapisuje historię ostatniego N liczby i wartości ich średniej Za każdym razem, kiedy pojawia się nowa liczba, średnia skuteczność jest ponownie obliczana z przechowywanych próbek i wyprowadzany jest nowy numer. Odpowiedź częstotliwościowa filtru. W prawym górnym rogu widać wykres Magnitude vs. Frequency , lub jak wiele różnych częstotliwości zostanie wzmocnionych lub zmniejszonych przez ruchome średnie filtry Jak można się spodziewać, uśrednianie ostatnich N próbek spowoduje zastosowanie pewnego rodzaju wygładzania sygnału, utrzymując niskie częstotliwości i częstotliwość Owijając wysokie częstotliwości. Możemy kontrolować liczbę poprzednich wejść lub próbek, które są średnie przez dostosowanie długości filtra, N przez dostosowanie tego możemy zobaczyć, że mamy podstawową kontrolę nad tym, które częstotliwości mogą przebiegać i które są odrzucane. wewnątrz filtra. Jeśli spojrzymy na widok struktury, możemy zobaczyć, jak wygląda wewnętrzna średnia ruchoma filtra. Diagram został opisany, aby pokazać, co oznaczają różne symbole. Z-1 oznacza opóźnienie o jeden raz próbka i symbole oznaczają dodanie lub łączenie sygnałów Strzałki oznaczają pomnożyć myśleć, wzmacniać, zmniejszać lub skalować sygnał o wartość pokazaną na rysunku po prawej stronie strzałki. W przypadku średniej z 5 próbek, zajmujemy jedną piątą 0 2 ostatnia próbka, jedna piąta drugiej ostatniej próbki itd. Łańcuch opóźnień nazywa się linią opóźniającą, przy czym sygnał wejściowy jest opóźniany o jeden dodatkowy etap czasowy, gdy postępujesz wzdłuż linii opóźnienia. Strzałki nazywamy też kranami, więc wy możecie niemal wyobrażać ich jak krany takie jak w zlewie kuchennym, które są otwarte na jedną piątą Można sobie wyobrazić sygnał płynący z lewej strony i stopniowo opóźniany podczas przemieszczania się wzdłuż linii opóźnienia, a następnie rekombinowany w różnych punktach poprzez krany, tworząc wyjście. Nie powinno być również łatwe do zobaczenia, że ​​wyjście filtru będzie. W przypadku, że jest odpowiednikiem średniej z ostatnich 5 próbek Wejście tN oznacza opóźnione wejście od czasu tN. W praktyce kod generowany przez MicroModeler DSP będzie używać sztuczek aby to zrobić bardziej efektywnie, więc tylko pierwsze i ostatnie próbki muszą być zaangażowane, ale diagram jest dobry do celów ilustracyjnych. Jeśli możesz to zrozumieć, możesz uzyskać pomysł, jaki filtr FIR jest filtrem FIR jest identyczny z ruchome przeciętne filtry, ale zamiast wszystkich mocnych kranów są takie same, mogą się różnić. Tutaj mamy ruchomy średni filtr i filtr FIR Możesz zobaczyć, że są one strukturalnie takie same, jedyną różnicą są mocne strony kranów. Następna sekcja wprowadzi Cię do filtrów FIR Finite Impulse Response FIRELS poprzez zmianę natężenia stóp, możemy stworzyć w pobliżu dowolnej odpowiedzi na częstotliwość, którą chcemy. FIR Filter Basics.1 1 Co to są filtry FIR. FIR są jednym z filtrów dwa podstawowe typy filtrów cyfrowych wykorzystywane w aplikacjach DSP cyfrowego przetwarzania sygnałów, a drugi to IIR.1. 2 Co oznacza FIR. FIR oznacza skończoną odpowiedź impulsową Jeśli wprowadzisz impuls, to znaczy pojedynczą 1 próbkę, a następnie wiele próbki, zero znikną po tym, jak 1 próbka przeszła przez linię opóźniającą filtru.1 3 Dlaczego odpowiedź impulsu jest skończona. W powszechnym przypadku odpowiedź impulsowa jest skończona, ponieważ w FIR A brak informacji zwrotnej gwarantuje, że odpowiedź impulsowa będzie skończona Dlatego termin skończona odpowiedź impulsowa jest niemal synonimem bez sprzężenia zwrotnego. Jednak, jeśli sprzężenie zwrotne jest wykorzystywane, ale odpowiedź impulsowa jest skończona, filtr nadal jest FIR Przykładem jest średnia ruchoma fa ilter, w którym poprzednio naliczana jest odejmowana próbka n-tej poprzedniej próbki Przy każdym przyłączeniu nowej próbki Filtr ten ma skończoną odpowiedź impulsową, nawet jeśli używa sprzężenia zwrotnego po n próbkach impulsu, wyjście zawsze będzie zerowe.1 4 Jak mogę wymowę FIR. Niektórzy ludzie mówią, że inni FIR wypowiadają się, jakby to był typ drzewa. Wolimy drzewo. Różnica polega na tym, czy mówisz o filtrze FIR lub filtrze FIR.15 Jaka jest alternatywa dla filtrów FIR. DSP filtry mogą być również Infinite Impulse Response IIR Zobacz filtry dspGuru s IIR FAQ IIR używają sprzężenia zwrotnego, więc po wprowadzeniu impulsu wyjście teoretycznie dzwoni bez przerwy.16 Jak filtry FIR porównują filtry IIR. Each ma zalety i wady Ogólnie jednak, zalety filtrów FIR przewyższają wady, więc są one wykorzystywane znacznie więcej niż IIR.1. 1 Jakie są zalety filtrów FIR w porównaniu do filtrów IIR filtrowanych do filtrów IIR, filtry FIR oferują następujące zalety. Mogą być łatwo desi gned być fazą liniową i zazwyczaj są wprowadzane prosto, filtrów liniowych fazy opóźnienia sygnału wejściowego, ale don t zniekształcają swoją fazę. Jest one proste do wdrożenia W większości mikroprocesorów DSP, FIR obliczeń można zrobić poprzez zapętlenie pojedynczej instrukcji Są one nadaje się do zastosowań wielozakresowych Przez wielokrotne zastosowanie rozumiemy albo dekimację redukującą częstotliwość próbkowania, interpolację zwiększającą częstotliwość próbkowania, czy zarówno zarówno decymating, jak i interpolacji, stosowanie filtrów FIR pozwala na pominięcie niektórych obliczeń, zapewniając w ten sposób ważna efektywność obliczeniowa W przeciwieństwie do filtrów IIR, każde wyjście musi być indywidualnie obliczone, nawet jeśli wyjście zostanie odrzucone, więc sprzężenie zwrotne zostanie włączone do filtra. Mają pożądane właściwości liczbowe W praktyce wszystkie filtry DSP muszą być zaimplementowane przy użyciu arytmetyki skończonej precyzji, czyli ograniczonej liczby bitów Użycie arytmetyki skończonej precyzji w filtrach IIR może powodować znaczne problemy z powodu użycie sprzężenia zwrotnego, ale filtry FIR bez sprzężenia zwrotnego można zazwyczaj zaimplementować przy użyciu mniej bitów, a projektant ma mniej praktycznych problemów w rozwiązywaniu związanych z arytmetyką nie idealną. Można je zaimplementować za pomocą arytmetyki częściowej W przeciwieństwie do filtrów IIR, zawsze jest możliwe wdrożenie filtr FIR z zastosowaniem współczynników o wielkości mniejszej niż 1 0 Całkowite wzmocnienie filtru FIR może być dostosowane na jego wyjście, jeśli jest to pożądane Jest to ważna kwestia podczas używania stałych punktów DSP, ponieważ sprawia, że ​​implementacja jest znacznie prostsza.1 6 2 Jakie są wady filtrów FIR w porównaniu do filtrów IIR filtrowanych do filtrów IIR, filtry FIR czasami mają tę wadę, że wymagają więcej pamięci i obliczania, aby osiągnąć określoną charakterystykę odpowiedzi filtra. Ponadto niektóre odpowiedzi nie są praktyczne do zastosowania z filtrami FIR .1 7 Jakie terminy są stosowane w opisywaniu filtrów FIR. Odpowiedź na impulse Odpowiedź impulsowa filtru FIR jest właściwie zbiorem współczynników FIR Jeśli wpiszesz impuls do filtra FIR, który składa się z 1 próbki, a następnie wiele próbek, wyjście filtru będzie zestawem współczynników, ponieważ 1 próbka przesuwa się z każdym współczynnikiem z kolei w celu utworzenia wyjścia. Tap A Puk FIR jest po prostu współczynnikiem opóźnienia pary Liczba kranów FIR, często oznaczonych jako N oznacza wskazanie 1 ilości pamięci potrzebnej do wykonania filtru, 2 wymaganej liczby obliczeń i 3 ilość filtrowania filtra można zrobić w efekcie więcej tapsów oznacza więcej tłumienia pasma, mniej falistości, węższych filtrów, etc. Multiply - gromadzenie MAC W kontekście FIR, MAC jest operacją mnożenia współczynnika przez odpowiadającą mu opóźnioną próbkę danych i gromadzenie wyników FIR zwykle wymaga jednego MAC per tap Większość mikroprocesorów DSP implementuje operację MAC w pojedynczym cyklu instrukcji. Pasmo przenoszenia Pasmo częstotliwości między pasmem pasma i krawędziami pasma ograniczającego Węższy pasmo przejściowe, im większa liczba kranów, to im im Filtr Filtr Małe pasmo przejściowe powoduje ostry filtr. Delay Line Zestaw elementów pamięci, które implementują elementy opóźnienia Z-1 w obliczeniach FIR. Kolek Kolistego Specjalny bufor, który jest okrągły, ponieważ przyrost na końcu powoduje, że jest owinięty od początku do początku lub ponieważ odchylenie od początku powoduje, że zawija się do końca Bufory okrągłe są często dostarczane przez mikroprocesory DSP w celu wykonania ruchu próbek przez linię opóźniającą FIR bez konieczności dosuwania przenoszenia danych w pamięci Kiedy nowa próba jest dodawana do buforu, automatycznie zastępuje najstarsze. Design Design Tools. Frequency Response Moving Average Filter i FIR Filter. Podpowiedź częstotliwości przenoszenia średniego filtra z filtrem FIR regularnego Ustaw współczynniki regularnych Filtr FIR jako sekwencja skalowanych 1 s Współczynnikiem skalowania jest 1 filterLength. Create obiekt System i ustaw jego współczynniki na 1 40 Aby obliczyć ruchome prześwit e, utworzyć obiekt System z przesuwnym oknem 40 w celu obliczenia średniej ruchomej Obie filtry mają takie same współczynniki Wejście to szum białego Gaussa ze średnią 0 i odchyleniem standardowym 1.Widokualizuj odpowiedź częstotliwościową obu filtrów przez przy użyciu fvtool. odpowiedzi częstotliwości odpowiadają dokładnie, co świadczy o tym, że ruchome średnie filtry są szczególnym przypadkiem filtru FIR. Aby porównać, zobaczyć odpowiedź częstotliwościową filtru bez noisepare filtru s odpowiedzi częstotliwościowej do idealnego filtra Możesz że główny płat w paśmie pasma nie jest płaski, a zmarszczki w pasku stopu nie są ograniczone Przekazywanie średniej częstotliwości odpowiedzi filtra nie odpowiada częstotliwości odpowiedzi idealnego filtra. Aby zrealizować idealny filtr FIR, zmień współczynniki filtru na wektor, który nie jest sekwencją skalowanych 1s Pasmo przenoszenia filtra zmienia się i ma tendencję do zbliżania się do idealnego filtru. Zaprojektuj współczynniki filtru oparte na pr definitywne specyfikacje filtra Na przykład, zaprojektuj filtr FIR równorzędny ze znormalizowaną częstotliwością odcięcia 0 1, pasmo przepustowości 0 5 i tłumienie pasma 40 dB Użyj do określenia specyfikacji filtra i metody projektowania w celu zaprojektowania filtra. filtr odpowiedzi s w paśmie pasma jest prawie płaski podobny do idealnej odpowiedzi i stopband ma ograniczone equiripples. MATLAB i Simulink są zarejestrowanymi znakami towarowymi The MathWorks, Inc Zobacz listę pozostałych znaków towarowych należących do The MathWorks, Inc Inny produkt lub marka nazwy są znakami towarowymi lub zarejestrowanymi znakami towarowymi odpowiednich właścicieli. Wybierz swój kraj.