デジタル信号処理では、FIRは、インパルス応答が有限周期であるフィルターであり、その結果、有限時間でゼロに落ち着きます。これは多くの場合、内部フィードバックを持つことができ、それでも無期限に応答するIIRフィルターとは異なります。 N次の離散時間FIRフィルターのインパルス応答は、ゼロに落ち着く前に正確にN +1サンプルを取ります。 FIRフィルターは 最も人気のある種類のフィルター ソフトウェアで実行され、これらのフィルターは連続時間、アナログまたはデジタル、離散時間にすることができます。特殊なタイプのFIRフィルターは、Boxcar、Hilbert Transformer、Differentiator、Lth-Band、Raised-Cosineです。
FIRフィルターとは何ですか？
FIRの略語は「有限インパルス応答」であり、DSPアプリケーションで使用される2つの主要なタイプのデジタルフィルターの1つです。 フィルタはシグナルコンディショナーです 各フィルターの機能は、ACコンポーネントを許可し、DCコンポーネントをブロックします。フィルタの最良の例は、フィルタとして機能する電話回線です。なぜなら、それは周波数を人間が周波数を聞くことができる範囲よりもかなり小さい範囲に制限するからです。
デジタル信号処理用のFIRフィルター
フィルタには、LPF、HPF、BPF、BSFなどさまざまな種類があります。 LPFは、そのo / pを介して低周波数信号のみを許可するため、このフィルターを使用して高周波数を除去します。 LPFは、オーディオ信号の最高周波数範囲を制御するのに便利です。 HPFはLPFとは正反対です。なぜなら、あるしきい値を下回る周波数成分のみを拒否するからです。 HPFの最良の例は、60Hzの可聴AC電力をカットすることです。これは、米国のほとんどすべての信号に関連するノイズとして選択できます。
IRフィルターの代替は、IIRにすることもできるDSPフィルターです。 IIRフィルターはフィードバックを使用するため、インパルスをi / pすると、理論的にはo / pが永久に鳴ります。 IRフィルタの説明に使用される用語は、タップ、インパルス応答、MAC（積和）、遅延線、遷移帯域、および循環バッファです。
FIRフィルターの設計法
理想フィルターの近似に基づくFIRフィルターの設計法。次のフィルターは、フィルターの次数が増えるため、完全な特性に近づきます。そのため、フィルターの作成とその実装はさらに複雑になります。
設計プロセスは、FIRフィルターの必需品と仕様から始まります。フィルタの設計プロセスで使用される方法は、実装と仕様によって異なります。設計方法には多くの長所と短所があります。したがって、FIRフィルターの設計に適切な方法を選択することは非常に重要です。 FIRフィルターの効率と単純さのために、最も一般的にはウィンドウ法が使用されます。他の方法のサンプリング周波数方法も非常に簡単に使用できますが、阻止帯域にわずかな減衰があります。
FIRフィルターの論理構造
FIRフィルターは、ほぼすべてのタイプのデジタル周波数応答を実装するために使用されます。通常、これらのフィルターは、フィルターの出力を作成するために、乗算器、加算器、および一連の遅延を使用して設計されています。次の図は、長さがNの基本的なFIRフィルター図を示しています。遅延の結果は、入力サンプルで機能します。 hkの値は、乗算に使用される係数です。そのため、一度にo / pを計算します。これは、すべての遅延サンプルの合計に適切な係数を掛けたものです。
FIRフィルターの論理構造
ザ・ フィルタ設計を定義できます として、それはフィルターの長さと係数を選択するプロセスです。目的は、阻止帯域や通過帯域などの必要なパラメーターがフィルターの実行結果を与えるようにパラメーターを設定することです。ほとんどのエンジニアは、MATLABソフトウェアを使用してフィルターを設計します。
通常、フィルターは個別の周波数に対する応答によって定義されます 見つかったコンポーネント i / p信号フィルタの応答は、阻止帯域、通過帯域、遷移帯域などの周波数に基づいて3つのタイプに分類されます。通過帯域の応答は、ほとんど影響を受けずに配信される周波数成分に対するフィルターの影響です。
“三相vs単相 ”
フィルタの阻止帯域の周波数は、違いにより大幅に低減されます。遷移帯域は中央の周波数を意味し、ある程度の減少を受ける可能性がありますが、o / p信号から完全に切り離されているわけではありません。
FIRフィルターの周波数応答
フィルタの周波数応答プロットを以下に示します。ここで、ωpは通過帯域の終了周波数、ωsは阻止帯域の開始周波数、Asは阻止帯域の減衰量です。周波数b /nωpおよびωsは遷移帯域で低下し、ある程度減少します。これにより、フィルターが遷移帯域幅、リップル、フィルターの長さ、係数などの推奨仕様を満たしていることが確認されます。フィルタが長いほど、応答をより細かく調整できます。 N個の長さと係数floath [N] = {…………}が決定されると、FIRフィルターの実装はかなり簡単になります。
FIRフィルターの周波数応答
FIRフィルターのZ変換は
h（k）係数を持つNタップFIRフィルターの場合、o / pは次のように定義されます。
y（n）= h（0）x（n）+ h（1）x（n-1）+ h（2）x（n-2）+………h（N-1）x（nN-1 ）
フィルタのZ変換は次のとおりです。
H（z）= h（0）z-0 + h（1）z-1 + h（2）z-2 +………h（N-1）z-（N-1）または
FIRフィルターの伝達関数
FIRフィルターの周波数応答式
FIRフィルターのDCゲインは
FIRフィルターのアプリケーションは、主に受信機の中間周波数ステージでのデジタル通信に関係します。たとえば、デジタルラジオは受信して アナログ信号を中間周波数に変換してからデジタルに変換します デジタル-アナログコンバーターで使用します。次に、有限インパルス応答を使用して、優先周波数を選択します。これはソフトウェア無線で使用され、ハードウェアを変更することなく、適切な拒否で簡単に適応できるフィルターを可能にします。
したがって、これはすべて、FIRフィルター、FIRフィルターの設計、論理構造、およびFIRフィルターの周波数応答に関するものです。この概念をよりよく理解していただければ幸いです。さらに、このトピックとアプリケーションに関する質問がある場合は、以下のコメントセクションに提案とコメントを記入してください。ここにあなたへの質問があります、FIRとIIRフィルターの違いは何ですか。
