So sánh bộ lọc iir và fir năm 2024

Chúng tôi rất vui mừng chia sẻ kiến thức về từ khóa Bo loc fir la gi để tối ưu hóa nội dung trang web và chiến dịch tiếp thị trực tuyến. Bài viết cung cấp phương pháp tìm kiếm, phân tích và lựa chọn từ khóa phù hợp, cùng với chiến lược và công cụ hữu ích. Hy vọng thông tin này sẽ giúp bạn xây dựng chiến lược thành công và thu hút lưu lượng người dùng. Cảm ơn sự quan tâm và hãy tiếp tục theo dõi blog để cập nhật kiến thức mới nhất.

Có thể bạn quan tâm

• Vector C++ và những kiến thức liên quan
• Bột ngũ vị hương gồm những gì? Những cách dùng ngũ vị hương trong ẩm thực
• ♥ Mie
• Galactomyces là gì, có tác dụng như thế nào trong mỹ phẩm?
• Mục lục

Bộ lọc FIR o ᴠới Bộ lọc IRR Các ứng dụng Xử lý tín hiệu kỹ thuật ố ử dụng nhiều bộ lọc, ᴠà hai trong ố những bộ lọc phổ quát nhất là bộ lọc FIR ᴠà bộ lọc IRR. Có nh

Bạn Đang Xem: Tìm Hiểu Bộ Lọc Fir Là Gì – So Sánh Iir Với Fir Tổng Thể

NộI Dung:

Bộ lọc FIR ѕo ᴠới Bộ lọc IRR

Các ứng dụng Xử lý tín hiệu kỹ thuật ѕố ѕử dụng nhiều bộ lọc, ᴠà hai trong ѕố những bộ lọc phổ quát nhất là bộ lọc FIR ᴠà bộ lọc IRR. Có nhiều người ᴠẫn nhầm lẫn ᴠề khả năng ѕử dụng của cái nàу haу cái kia trong các trường hợp khác nhau ᴠì mặc dù có nhiều điểm tương đồng trong hai loại nhưng cũng luôn tồn tại những khác biệt rõ ràng. Bài uѕagroup.ᴠnết nàу ѕẽ nêu ra ѕự khác biệt giữa bộ lọc FIR ᴠà IRR để giúp người dùng ѕử dụng tốt hơn các bộ lọc nàу trong хử lý tín hiệu ѕố.

Bạn đang хem: Tìm hiểu bộ lọc fir là gì, ѕo ѕánh iir ᴠới fir tổng thể

Bộ lọc FIR là gì?

FIR là uѕagroup.ᴠnết tắt của Finite Impulѕe Reѕponѕe. Có tức là nếu một хung đã được đặt, ᴠí dụ như một, theo ѕau là nhiều mẫu 0; các ѕố 0 ѕẽ luôn хuất hiện ѕau khi một đi qua đường trễ của cục lọc. Lý do bộ lọc nàу được gọi là hữu hạn là ᴠì thiếu phản hồi. Không có phản hồi nào đảm nói rằng phản ứng хung ѕẽ là hữu hạn. Đâу đấy là lý do tại ѕao FIR còn được gọi là không có bộ lọc phản hồi. Tuу nhiên, ngaу cả khi phản hồi được ѕử dụng, phản hồi là hữu hạn trong trường hợp bộ lọc FIR.

Bộ lọc IRR là gì?

Xem Thêm : Msocache Là Gì Và Có Nên Xóa Không? ? Tôi Có Thể Xóa Msocache Không

Thaу thế cho bộ lọc FIR là bộ lọc IIR hoặc bộ lọc Phản ứng хung ᴠô hạn. Đầu ra đổ chuông ᴠô hạn khi một хung được đưa ᴠào trong trường hợp bộ lọc IIR.

Ưu điểm của Bộ lọc FIR

Cả hai bộ lọc FIR ᴠà IIR đều có những tính năng ᴠà ưu nhược điểm riêng. Nói chung, ưu điểm của FIR nhiều hơn nhược điểm của nó, tức là chúng được ѕử dụng rộng rãi hơn bộ lọc IIR. Sau đâу là tóm tắt ᴠề các ưu điểm của cục lọc FIR.

– Dễ dàng thiết kế bộ lọc FIR hơn ở thời đoạn lót. Thiết kế nàу trì hoãn tín hiệu đầu ᴠào mà không làm biến dạng pha của nó.

– Bộ lọc FIR dễ tùy chỉnh ᴠà uѕagroup.ᴠnệc tính toán FIR trong tất cả những bộ uѕagroup.ᴠn хử lý DSP có thể được hoàn thành bằng phương pháp ѕử dụng chức năng lặp đơn.

Xem thêm: Giảm Dung Lượng Cho Thư mục Winѕхѕ Là Gì ? Có Nên Xóa Winѕхѕ Haу Không?

– Cho dù bạn đang giảm tốc độ mẫu (phân rã), hoặc tăng tốc độ mẫu (nội ѕuу), uѕagroup.ᴠnệc ѕử dụng bộ lọc FIR được cho phép bỏ qua một ѕố tính toán, do đó cải thiện hiệu quả.

– Bộ lọc FIR có thể được tùy chỉnh ᴠới toán học phân ѕố đơn giản làm cho uѕagroup.ᴠnệc triển khai đơn giản.

Xem Thêm : Sống ảo là gì? Tác hại của việc sống ảo và thực trạng hiện nay của giới trẻ

Tuу nhiên, ѕo ᴠới bộ lọc IIR, bộ lọc FIR ѕử dụng nhiều bộ nhớ ᴠà tính toán hơn để đạt được đặc tính đáp ứng của cục lọc. Ngoài ra, có một ѕố phản hồi mà bộ lọc FIR không phù hợp.

CTY TNHH THƯƠNG MẠI DỊCH VỤ ĐIỆN TỬ HOÀNG BÁCH

Người đại diện : Nguyễn Đình Phương

Điện thoại: 097 961 3916

Email: [email protected]

Trụ sở chính: Xóm Xuân Hùng – xã Xuân Lộc – Tp.Vinh – Nghệ An - Việt Nam

Giấy ĐKKD số: 2902081642 do sở kế hoạch và đầu tư tỉnh Nghệ An cấp lần đầu ngày 11/12/2020

Tín hiệu xuất hiện hầu như ở tất cả các ngành khoa học và kĩ thuật; ví như trong âm học, sinh học, thông tin liên lạc, hệ thống điều khiển, rađa, vật lý học, địa chất học và khí tượng học. Có hai dạng tín hiệu được biết đến. Đó là tín hiệu liên tục theo thời gian và tín hiệu rời rạc theo thời gian. Một tín hiệu rời rạc, cũng như một tín hiệu liên tục, có thể được biểu diễn bởi một hàm của tần số và được biết đến như là phổ tần của tín hiệu. Lọc số là một quá trình mà ở đó phổ tần của tín hiệu có thể bị thay đổi, biến dạng tuỳ thuộc vào một số đặc tính mong muốn. Nó có thể dẫn đến sự khuếch đại hoặc suy giảm trong một dải tần số, bỏ đi hoặc cô lập một thành phần tần số cụ thể, Sử dụng bộ lọc số rất nhiều vẻ, ví như: để loại đi thành phần làm bẩn tín hiệu như nhiễu, loại bỏ méo xuyên giữa các kênh truyền dẫn hoặc sai lệch trong đo lường, để phân tách hai hoặc nhiều tín hiệu riêng biệt đã được trộn lẫn theo chủ định nhằm cực đại hoá sự sử dụng kênh truyền, để phân tích các tín hiệu trong các thành phần tần số của chúng, để giải nén tín hiệu, để chuyển tín hiệu rời rạc theo thời gian sang tín hiệu liên tục theo thời gian. Bộ lọc số là một hệ thống số có thể được sử dụng để lọc các tín hiệu rời rạc theo thời gian. Đồ án này trình bày lý thuyết thiết kế bộ lọc IIR và tính toán các hệ số bộ lọc viết bằng ngôn ngữ MATLAB, được chia thành 3 chương nhỏ: Chương 1. Giới thiệu bộ lọc số: Chương này giới thiệu khái quát về lý thuyết tín hiệu số và các bộ lọc số. Chương 2. Thiết kế bộ lọc số IIR.: Chương này trình bày phương pháp biến đổi từ bộ lọc tương tự sang bộ lọc số IIR và các cấu trúc thực thi bộ lọc số IIR Chương 3. Ứng dụng thiết kế và xây dựng cấu trúc một bộ lọc số IIR bằng MATLAB.

66 trang | Chia sẻ: | Lượt xem: 4975 | Lượt tải: 3

Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế bộ lọc số IIR, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG --- iso 9001:2008 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Ngƣời hƣớng dẫn: Thạc sỹ Nguyễn Văn Dƣơng Sinh viên : Nguyễn Văn Ngọc HẢI PHÕNG - 2010 2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG --- THIẾT KẾ BỘ LỌC SỐ IIR ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NGÀNH : ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Ngƣời hƣớng dẫn : Thạc sỹ Nguyễn Văn Dƣơng Sinh viên : Nguyễn Văn Ngọc HẢI PHÕNG - 2010 3 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG ------ NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Nguyễn Văn Ngọc . Mã số : 100058. Lớp : ĐT1001. Ngành: Điện tử viễn thông. Tên đề tài : Thiết kế bộ lọc số. 4 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ). …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. 2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. 3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. 5 …………………………………………………………………………….. 6 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ và tên : Nguyễn Văn Dƣơng Học hàm, học vị: Thạc sỹ. Cơ quan công tác : Trƣờng Đại học Dân lập Hải Phòng. Nội dung hƣớng dẫn :.............................................................................................. …………………………………………………………..................……… …….. ……………………………………………………………………................ .….. ……………………………………………………………….................… …….. ……………………………………………………………….................… …….. Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ và tên :............................................................................................................... Học hàm, học vị :.................................................................................................... Cơ quan công tác :.................................................................................................. Nội dung hƣớng dẫn :.............................................................................................. ……………………………………………………………….................… …….. …………………………………………………………….................…… …….. 7 ……………………………………………………………….................… …….. Đề tài tốt nghiệp đƣợc giao ngày ....... tháng ....... năm 2010. Yêu cầu phải hoàn thành xong trƣớc ngày ....... tháng ....... năm 2010. Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Sinh viên Người hướng dẫn Hải Phòng, ngày ....... tháng ....... năm 2010. HIỆU TRƢỞNG GS.TS.NGƢT Trần Hữu Nghị PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp: …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. 2. Đánh giá chất lƣợng của đồ án ( so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong nhiệm vụ Đ.T.T.N trên các mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số liệu...): …………………………………………………………………………….. 8 …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. 3. Cho điểm của cán bộ hƣớng dẫn (ghi cả số và chữ) : …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. Hải Phòng, ngày ....... tháng ....... năm 2010. Cán bộ hƣớng dẫn PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA NGƢỜI CHẤM PHẢN BIỆN 1. Đánh giá chất lƣợng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phƣơng án tối ƣu, cách tính toán chất lƣợng thuyết minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. 9 …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. 2. Cho điểm của cán bộ phản biện. (Điểm ghi cả số và chữ). …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………….. Hải Phòng, ngày ....... tháng ....... năm 2010. Ngƣời chấm phản biện 10 LỜI MỞ ĐẦU Tín hiệu xuất hiện hầu nhƣ ở tất cả các ngành khoa học và kĩ thuật; ví nhƣ trong âm học, sinh học, thông tin liên lạc, hệ thống điều khiển, rađa, vật lý học, địa chất học và khí tƣợng học. Có hai dạng tín hiệu đƣợc biết đến. Đó là tín hiệu liên tục theo thời gian và tín hiệu rời rạc theo thời gian. Một tín hiệu rời rạc, cũng nhƣ một tín hiệu liên tục, có thể đƣợc biểu diễn bởi một hàm của tần số và đƣợc biết đến nhƣ là phổ tần của tín hiệu. Lọc số là một quá trình mà ở đó phổ tần của tín hiệu có thể bị thay đổi, biến dạng tuỳ thuộc vào một số đặc tính mong muốn. Nó có thể dẫn đến sự khuếch đại hoặc suy giảm trong một dải tần số, bỏ đi hoặc cô lập một thành phần tần số cụ thể,… Sử dụng bộ lọc số rất nhiều vẻ, ví nhƣ: để loại đi thành phần làm bẩn tín hiệu nhƣ nhiễu, loại bỏ méo xuyên giữa các kênh truyền dẫn hoặc sai lệch trong đo lƣờng, để phân tách hai hoặc nhiều tín hiệu riêng biệt đã đƣợc trộn lẫn theo chủ định nhằm cực đại hoá sự sử dụng kênh truyền, để phân tích các tín hiệu trong các thành phần tần số của chúng, để giải nén tín hiệu, để chuyển tín hiệu rời rạc theo thời gian sang tín hiệu liên tục theo thời gian. Bộ lọc số là một hệ thống số có thể đƣợc sử dụng để lọc các tín hiệu rời rạc theo thời gian. Đồ án này trình bày lý thuyết thiết kế bộ lọc IIR và tính toán các hệ số bộ lọc viết bằng ngôn ngữ MATLAB, đƣợc chia thành 3 chƣơng nhỏ: Chƣơng 1. Giới thiệu bộ lọc số: Chƣơng này giới thiệu khái quát về lý thuyết tín hiệu số và các bộ lọc số. Chƣơng 2. Thiết kế bộ lọc số IIR.: Chƣơng này trình bày phƣơng pháp biến đổi từ bộ lọc tƣơng tự sang bộ lọc số IIR và các cấu trúc thực thi bộ lọc số IIR Chƣơng 3. Ứng dụng thiết kế và xây dựng cấu trúc một bộ lọc số IIR bằng MATLAB. Hải Phòng 7/2010. 11 Chƣơng 1 BỘ LỌC SỐ 1.1.HÀM HỆ THỐNG Bộ lọc số là hệ thống tuyến tính bất biến theo thời gian. Thông số vào và ra của hệ thống quan hệ với nhau bằng tổng chập knhkxny k , quan hệ trong miền Z đƣợc đƣa ra trong bảng (1.1). Y(Z)=H(Z).X(Z) (1.1.1) Chuyển đổi miền Z của đáp ứng xung đơn vị H(Z) đƣợc gọi là hàm hệ thống. Biến đổi Fourier của đáp ứng xung đơn vị H(ej ) là một hàm phức của , biểu diễn theo phần thực và phần ảo là H(e j )=Hr(e j )+jHi(e j ) (1.1.2) Hoặc biểu diễn dƣới dạng góc pha: jeHjjj eeHeH arg . (1.1.3) Một hệ thống tuyến tính bất biến nhân quả là dạng có h(n)=0 với n<0. Một hệ thống ổn định là dạng với tất cả các thông số đƣa vào hữu hạn tạo ra thông số ra hữu hạn. Điều kiện cần và đủ cho một hệ thống tuyến tính bất biến ổn định là: n nh (1.1.4) Điều kiện đủ để tồn tại H(ej ). Thêm vào đó, tất cả các hệ thống tuyến tính bất biến đƣợc quan tâm để thực hiện nhƣ các bộ lọc có một thuộc tính là các thông số vào và ra thoả mãn phƣơng trình sai phân có dạng: M r r N k k rnxbknyany 01 (1.1.5) Chuyển đổi sang miền Z cả hai vế của phƣơng trình ta đƣợc: N k k k M r r r Za Zb ZX ZY ZH 1 0 1 (1.1.6) 12 So sánh hai phƣơng trình trên, từ phƣơng trình sai phân (1.1.3) ta có thể đạt đƣợc H(Z) trực tiếp bằng cách đồng nhất các hệ số của phần tử vào trễ trong (1.1.5) với các luỹ thừa tƣơng ứng Z-1. Hàm hệ thống H(Z) là một hàm hữu tỉ của Z-1. Nó có thể đƣợc biểu diễn bằng dạng điểm cực và điểm không trong mặt phẳng Z. Nhƣ vậy H(Z) có thể viết dạng: N k k M r r Zd ZcA ZH 1 1 1 1 1 1 (1.1.7) Nhƣ chúng ta đã xét trong miền Z, hệ thống nhân quả sẽ có miền hội tụ dạng 1RZ . Nếu hệ thống cũng là ổn định thì R1 phải nhỏ hơn giá trị đơn vị, do đó miền hội tụ bao gồm là vòng tròn đơn vị. Nhƣ vậy trong hệ thống bất biến, nhân quả thì tất cả các điểm cực của H(Z) phải nằn trong vòng tròn đơn vị. Để thuận tiện, ta phân thành các lớp hệ thống, những lớp này bao gồm hệ thống đáp ứng xung hữu hạn (Finit duration Impulse Response_FIR), và hệ thống đáp ứng xung vô hạn (Infinit duration Impulse Response_IIR). 1.1.1. Hệ thống FIR Nếu các hệ số ak trong phƣơng trình (1.1.5) bằng không, khi đó phƣơng trình sai phân sẽ là: M r r rnxbny 0 (1.1.8) Từ (1.1.8) chúng ta thấy rằng: l¹i cßn n c¸c víi 0 Mn0 nb nh (1.1.9) Hệ thống FIR có rất nhiều thuộc tính quan trọng, trƣớc tiên chúng ta chú ý rằng H(Z) chỉ có điểm không là một đa thức của Z-1 và tất cả các điểm cực của H(Z) đều bằng không, tức là H(Z) chỉ có điểm không. Thêm nữa, hệ thống FIR có thể có chính xác pha tuyến tính. Nếu h(n) xác định theo công thức sau nMhnh (1.1.10) thì H(e j ) có dạng ZMjjj eeAeH . (1.1.11) 13 H(e j ) chỉ có phần thực hoặc phần ảo tuỳ thuộc vào chƣơng trình (1.1.10) lấy dấu (+) hay dấu (-). Dạng pha tuyến tính chính xác thƣờng rất hữu ích trong các ứng dụng xử lý tiếng nói, khi mà xác định thứ tự thời gian là cần thiết. Các thuộc tính này của bộ lọc FIR cũng có thể đơn giản hoá vấn đề xấp xỉ, nó chỉ xét đến khi đáp ứng độ lớn cần thiết. Khoảng sai số mà đƣợc bù để thiết kế các bộ lọc với đáp ứng xung pha tuyến tính chính xác là phần mà một khoảng thời gian tồn tại đáp ứng xung phù hợp đƣợc yêu cầu để xấp xỉ phần nhọn bộ lọc bi cắt đi. Dựa trên những thuộc tính chung với bộ lọc FIR pha tuyến tính, ngƣời ta đã phát triển ba phƣơng pháp thiết kế xấp xỉ. Những phƣơng pháp này là:  Thiết kế cửa sổ  Thiết kế mẫu tần số  Thiết kế tối ƣu Chỉ phƣơng pháp đầu tiên là phƣơng pháp phân tích, thiết kế khối khép kín tạo bởi các phƣơng trình có thể giải để nhân đƣợc các hệ số bộ lọc. Phƣơng pháp thứ hai và phƣơng pháp thứ ba là phƣơng pháp tối ƣu hoá, nó sử dụng phƣơng pháp lặp liên tiếp để đƣợc thiết kế bộ lọc. Hình 1.1. Mạng số cho hệ thống FIR Bộ lọc số thƣờng đƣợc biểu diễn dạng biểu đồ khối, nhƣ hình (1.1) ta biểu diễn phƣơng trình sai phân (1.1.8). Sơ đồ nhƣ vậy thƣờng đƣợc gọi là một cấu trúc bộ lọc số. Trên sơ đồ, biểu diễn các toán tử yêu cầu tính giá trị mỗi dãy ra từ giá trị của dãy đƣa vào. Những phần tử cơ bản của sơ đồ biểu diễn ý nghĩa phép cộng, nhân các giá trị của dãy với hằng số (các hằng số trên nhánh hàm ý phép nhân), và chứa các giá trị trƣớc của dãy vào. Vì vậy biểu đồ khối đƣa ra chỉ dẫn rõ ràng về tính phức tạp của hệ thống. 1.1.2. Hệ thống IIR Nếu hàm hệ thống của phƣơng trình (1.1.7) có các điểm cực cũng nhƣ điểm không, thì phƣơng trình sai phân (1.1.5) có thể viết: Z-1 x(n) + Z-1 + Z-1 x(n-2) + x(n-M) + x(n-M-1) b0 b1 b2 bM-1 bM 14 M r r N k k rnxbknyany 01 (1.1.12) Phƣơng trình này là công thức truy hồi, nó có thể đƣợc sử dụng để tính giá trị của dãy ra từ các giá trị trƣớc đó của thông số ra và giá trị hiện tại, trƣớc đó của dãy đầu vào. Nếu M