డిజిటల్ సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్‌లోని ఎఫ్‌ఐఆర్ ఫిల్టర్‌ల గురించి తెలుసుకోండి

డిజిటల్ సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్‌లో, ఎఫ్‌ఐఆర్ అనేది ఫిల్టర్, దీని ప్రేరణ ప్రతిస్పందన పరిమిత కాలం ఉంటుంది, దాని ఫలితంగా పరిమిత సమయంలో సున్నాకి స్థిరపడుతుంది. ఇది తరచూ IIR ఫిల్టర్‌లకు భిన్నంగా ఉంటుంది, ఇది అంతర్గత అభిప్రాయాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు ఇప్పటికీ నిరవధికంగా స్పందిస్తుంది. N వ ఆర్డర్ వివిక్త సమయం యొక్క ప్రేరణ ప్రతిస్పందన FIR ఫిల్టర్ సున్నాకి స్థిరపడటానికి ముందు ఖచ్చితంగా N + 1 నమూనాలను తీసుకుంటుంది. FIR ఫిల్టర్లు అత్యంత ప్రజాదరణ పొందిన ఫిల్టర్లు సాఫ్ట్‌వేర్‌లో అమలు చేయబడుతుంది మరియు ఈ ఫిల్టర్లు నిరంతర సమయం, అనలాగ్ లేదా డిజిటల్ మరియు వివిక్త సమయం కావచ్చు. బాక్స్‌కార్, హిల్బర్ట్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్, డిఫరెన్షియేటర్, ఎల్‌టి-బ్యాండ్ మరియు రైజ్డ్-కొసైన్ అనే ప్రత్యేక రకాల ఎఫ్‌ఐఆర్ ఫిల్టర్లు.

FIR ఫిల్టర్ అంటే ఏమిటి?

FIR సంక్షిప్తీకరణ అనే పదం “పరిమిత ప్రేరణ ప్రతిస్పందన” మరియు ఇది DSP అనువర్తనాలలో ఉపయోగించే రెండు ప్రధాన రకాల డిజిటల్ ఫిల్టర్లలో ఒకటి. ఫిల్టర్లు సిగ్నల్ కండిషనర్లు మరియు ప్రతి ఫిల్టర్ యొక్క పనితీరు, ఇది AC భాగాలను అనుమతిస్తుంది మరియు DC భాగాలను బ్లాక్ చేస్తుంది. వడపోతకు ఉత్తమ ఉదాహరణ ఫోన్ లైన్, ఇది ఫిల్టర్‌గా పనిచేస్తుంది. ఎందుకంటే, ఇది పౌన encies పున్యాలను మానవుల శ్రేణి కంటే గణనీయంగా తక్కువగా ఉండే కోపానికి పరిమితం చేస్తుంది.

డిజిటల్ సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్ కోసం FIR ఫిల్టర్లు

ఎల్‌పిఎఫ్, హెచ్‌పిఎఫ్, బిపిఎఫ్, బిఎస్‌ఎఫ్ వంటి వివిధ రకాల ఫిల్టర్లు ఉన్నాయి. ఒక LPF దాని o / p టామ్ ద్వారా తక్కువ పౌన frequency పున్య సంకేతాలను మాత్రమే అనుమతిస్తుంది, కాబట్టి ఈ ఫిల్టర్ అధిక పౌన .పున్యాలను తొలగించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఆడియో సిగ్నల్‌లో అత్యధిక శ్రేణి పౌన encies పున్యాలను నియంత్రించడానికి LPF సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది. ఒక HPF LPF కి చాలా వ్యతిరేకం. ఎందుకంటే, ఇది కొన్ని పరిమితికి దిగువన ఉన్న ఫ్రీక్వెన్సీ భాగాలను మాత్రమే తిరస్కరిస్తుంది. HPF యొక్క ఉత్తమ ఉదాహరణ, 60Hz వినగల AC శక్తిని కత్తిరించడం, ఇది USA లోని దాదాపు ఏ సిగ్నల్‌తో సంబంధం ఉన్న శబ్దం వలె ఎంచుకోవచ్చు.

IR ఫిల్టర్ యొక్క ప్రత్యామ్నాయం ఒక DSP ఫిల్టర్, ఇది IIR కూడా కావచ్చు. IIR ఫిల్టర్లు అభిప్రాయాన్ని ఉపయోగిస్తాయి, కాబట్టి మీరు / p ప్రేరణ చేసినప్పుడు o / p సిద్ధాంతపరంగా ఎప్పటికీ రింగ్ అవుతుంది. IR ఫిల్టర్లను వివరించడానికి ఉపయోగించే పదాలు ట్యాప్, ప్రేరణ ప్రతిస్పందన, MAC (గుణించడం), ఆలస్యం రేఖ, పరివర్తన బ్యాండ్ మరియు వృత్తాకార బఫర్.

FIR ఫిల్టర్ యొక్క డిజైన్ పద్ధతులు

ఆదర్శ వడపోత యొక్క ఉజ్జాయింపు ఆధారంగా FIR ఫిల్టర్ యొక్క రూపకల్పన పద్ధతులు. తరువాతి వడపోత ఖచ్చితమైన లక్షణాన్ని చేరుతుంది ఎందుకంటే వడపోత యొక్క క్రమం పెరుగుతుంది, కాబట్టి వడపోతను సృష్టించడం మరియు దాని అమలు అదనపు క్లిష్టంగా ఉంటుంది.

డిజైన్ ప్రక్రియ FIR ఫిల్టర్ యొక్క అవసరాలు మరియు స్పెసిఫికేషన్లతో ప్రారంభమవుతుంది. వడపోత రూపకల్పన ప్రక్రియలో ఉపయోగించే పద్ధతి అమలు మరియు స్పెసిఫికేషన్లపై ఆధారపడి ఉంటుంది. డిజైన్ పద్ధతుల యొక్క అనేక ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు ఉన్నాయి. అందువల్ల, ఎఫ్ఐఆర్ ఫిల్టర్ డిజైన్ కోసం సరైన పద్ధతిని ఎన్నుకోవడం చాలా ముఖ్యమైనది. FIR ఫిల్టర్ యొక్క సామర్థ్యం మరియు సరళత కారణంగా, సాధారణంగా విండో పద్ధతి ఉపయోగించబడుతుంది. ఇతర పద్ధతి నమూనా ఫ్రీక్వెన్సీ పద్ధతి కూడా ఉపయోగించడానికి చాలా సులభం, కానీ స్టాప్‌బ్యాండ్‌లో చిన్న అటెన్యుయేషన్ ఉంది.

FIR ఫిల్టర్ యొక్క తార్కిక నిర్మాణం

దాదాపు ఏ రకమైన డిజిటల్ ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రతిస్పందనను అమలు చేయడానికి FIR ఫిల్టర్ ఉపయోగించబడుతుంది. సాధారణంగా ఈ ఫిల్టర్లు ఫిల్టర్ యొక్క అవుట్‌పుట్‌ను సృష్టించడానికి గుణకం, యాడర్‌లు మరియు ఆలస్యం వరుసతో రూపొందించబడతాయి. కింది బొమ్మ N పొడవుతో ప్రాథమిక FIR ఫిల్టర్ రేఖాచిత్రాన్ని చూపిస్తుంది. ఆలస్యం యొక్క ఫలితం ఇన్పుట్ నమూనాలపై పనిచేస్తుంది. Hk యొక్క విలువలు గుణకారం కొరకు ఉపయోగించే గుణకాలు. కాబట్టి ఒక సమయంలో o / p మరియు తగిన గుణకాలతో గుణించబడిన అన్ని ఆలస్యం నమూనాల సమ్మషన్.

FIR ఫిల్టర్ యొక్క తార్కిక నిర్మాణం

ది వడపోత రూపకల్పనను నిర్వచించవచ్చు వలె, ఇది వడపోత యొక్క పొడవు మరియు గుణకాలను ఎన్నుకునే ప్రక్రియ. పారామితులను సెట్ చేయాలనే ఉద్దేశ్యం ఉంది, తద్వారా స్టాప్ బ్యాండ్ మరియు పాస్ బ్యాండ్ వంటి అవసరమైన పారామితులు ఫిల్టర్‌ను అమలు చేయకుండా ఫలితాన్ని ఇస్తాయి. ఫిల్టర్ రూపకల్పనకు చాలా మంది ఇంజనీర్లు మాట్లాబ్ సాఫ్ట్‌వేర్‌ను ఉపయోగిస్తున్నారు.

సాధారణంగా, ఫిల్టర్లు ప్రత్యేక పౌన .పున్యానికి వారి ప్రతిస్పందనల ద్వారా నిర్వచించబడతాయి కనుగొన్న భాగాలు i / p సిగ్నల్ ఫిల్టర్ యొక్క ప్రతిస్పందనలు స్టాప్ బ్యాండ్, పాస్ బ్యాండ్ మరియు ట్రాన్సిషన్ బ్యాండ్ వంటి పౌన encies పున్యాల ఆధారంగా మూడు రకాలుగా వర్గీకరించబడ్డాయి. పాస్బ్యాండ్ యొక్క ప్రతిస్పందన ఎక్కువగా ప్రభావితం కాని ఫ్రీక్వెన్సీ భాగాలపై ఫిల్టర్ ప్రభావం.

ఫిల్టర్ యొక్క స్టాప్‌బ్యాండ్‌లోని పౌన encies పున్యాలు, వ్యత్యాసం ప్రకారం, బాగా తగ్గుతాయి. పరివర్తన బ్యాండ్ మధ్యలో ఉన్న పౌన encies పున్యాలను సూచిస్తుంది, ఇది కొంత తగ్గింపును పొందవచ్చు, కానీ o / p సిగ్నల్ నుండి పూర్తిగా వేరు చేయబడదు.

FIR ఫిల్టర్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ స్పందన

ఫిల్టర్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ రెస్పాన్స్ ప్లాట్ క్రింద చూపబడింది, ఇక్కడ passp అనేది పాస్బ్యాండ్ ముగింపు ఫ్రీక్వెన్సీ, stops అనేది స్టాప్బ్యాండ్ ప్రారంభ ఫ్రీక్వెన్సీ, స్టాప్బ్యాండ్లో అటెన్యుయేషన్ మొత్తం. పరివర్తన బ్యాండ్‌లో పౌన encies పున్యాలు b / n andp మరియు ωs పడిపోతాయి మరియు అవి కొంత తక్కువ స్థాయికి తగ్గించబడతాయి. వడపోత ఇష్టపడే స్పెసిఫికేషన్లకు అనుగుణంగా ఉందని నిర్ధారిస్తుంది పరివర్తన బ్యాండ్‌విడ్త్, అలల, ఫిల్టర్ యొక్క పొడవు మరియు గుణకాలు. ఫిల్టర్ ఎక్కువసేపు, మరింత చక్కగా స్పందనను ట్యూన్ చేయవచ్చు. N పొడవు మరియు గుణకాలతో, ఫ్లోట్ h [N] = {…………}, నిర్ణయించబడింది, FIR ఫిల్టర్ అమలు చాలా సరళంగా ఉంటుంది.

FIR ఫిల్టర్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ స్పందన

ఒక FIR ఫిల్టర్ యొక్క Z పరివర్తన

H (k) గుణకంతో N- ట్యాప్ FIR ఫిల్టర్ కోసం, అప్పుడు o / p గా నిర్వచించబడింది
y (n) = h (0) x (n) + h (1) x (n-1) + h (2) x (n-2) + ……… h (N-1) x (nN-1 )

వడపోత యొక్క Z- పరివర్తన
H (z) = h (0) z-0 + h (1) z-1 + h (2) z-2 + ……… h (N-1) z- (N-1) లేదా

FIR ఫిల్టర్ యొక్క బదిలీ ఫంక్షన్

FIR ఫిల్టర్ కోసం ఫ్రీక్వెన్సీ రెస్పాన్స్ ఫార్ములా

FIR ఫిల్టర్ యొక్క DC లాభం

ఎఫ్ఐఆర్ ఫిల్టర్ల యొక్క అనువర్తనాలు ప్రధానంగా రిసీవర్ యొక్క ఇంటర్మీడియట్ ఫ్రీక్వెన్సీ దశలలో డిజిటల్ కమ్యూనికేషన్లలో పాల్గొంటాయి. ఉదాహరణకు, ఒక డిజిటల్ రేడియో అందుకుంటుంది మరియు అనలాగ్ సిగ్నల్‌ను ఇంటర్మీడియట్ ఫ్రీక్వెన్సీకి మారుస్తుంది మరియు తరువాత దానిని డిజిటల్‌గా మారుస్తుంది డిజిటల్ నుండి అనలాగ్ కన్వర్టర్‌తో ఉపయోగించడం. అప్పుడు ఇష్టపడే ఫ్రీక్వెన్సీని ఎంచుకోవడానికి పరిమిత ప్రేరణ ప్రతిస్పందనను ఉపయోగిస్తుంది. ఇది సాఫ్ట్‌వేర్ రేడియోలో ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది మంచి తిరస్కరణతో మరియు హార్డ్‌వేర్‌ను మార్చకుండా సులభంగా అనువర్తన యోగ్యమైన ఫిల్టర్‌లను అనుమతిస్తుంది.

అందువల్ల, ఇది ఎఫ్ఐఆర్ ఫిల్టర్, ఎఫ్ఐఆర్ ఫిల్టర్ డిజైన్, లాజికల్ స్ట్రక్చర్ మరియు ఎఫ్ఐఆర్ ఫిల్టర్స్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ స్పందన గురించి. ఈ భావనపై మీకు మంచి అవగాహన వచ్చిందని మేము ఆశిస్తున్నాము. ఇంకా, ఈ అంశం మరియు అనువర్తనాలకు సంబంధించి ఏవైనా ప్రశ్నలు ఉంటే, దయచేసి మీ సూచనలు మరియు వ్యాఖ్యలను క్రింది వ్యాఖ్య విభాగంలో ఇవ్వండి. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, FIR మరియు IIR ఫిల్టర్ మధ్య తేడా ఏమిటి.