ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Короткі теоретичні відомостіЦифрова фільтрація сигналів є одною з основних і найпоширеніших задач цифрової обробки інформації. Під фільтрацією будемо розуміти будь-яке перетворення інформації, в нашому випадку - сигналів, при якому у вхідній послідовності оброблюваних даних цілеспрямовано змінюються певні співвідношення (динамічні або частотні) між різними компонентами цих даних. До основних операцій фільтрації інформації відносять: згладжування; прогнозування; диференціювання; інтегрування; поділ на певні складові; виділення інформаційних (корисних) сигналів; придушення шумів (завад). У загальному випадку терміном цифровий фільтр (ЦФ) називають апаратну або програмну реалізацію математичного алгоритму, входом якого є цифровий сигнал, а виходом – інший цифровий сигнал з певним чином модифікованою формою і/або амплітудною і фазовою характеристикою. Класифікація цифрових фільтрів звичайно базується на функціональних ознаках алгоритмів цифрової фільтрації, відповідно до якого ЦФ підрозділяються на 4 групи: · фільтри частотної селекції; · оптимальні (квазіоптимальні); · адаптивні; · евристичні. Відомі методи цифрової обробки даних, які є методами цифрової фільтрації такі як метод згладжування відліків у ковзаючому вікні постійної довжини. Наприклад для лінійного згладжування даних за п’ятьма точками з однаковими ваговими коефіцієнтами використовується формула: yk = 0.2(xk-2+xk-1+xk+xk+1+xk+2). З точки зору цифрової фільтрації це двосторонній симетричний не рекурсивний фільтр: yk = bn xk-n, bn = 0,2. Цифрові фільтри на сьогоднішній день застосовуються практично скрізь, де потрібна обробка сигналів, зокрема в спектральному аналізі, обробці зображень, обробці відео, обробці мови і звуку і багатьох інших додатках. З фізичної точки зору цифрова фільтрація – це виділення в певному частотному діапазоні з допомогою цифрових методів корисного сигналу на тлі заважаючих перешкод (рис. 1).
Рис. 1 Фільтрация завад за допомогою цифрового ПФ
За своїми частотними властивостями фільтри діляться на: – фільтри нижніх частот (ФНЧ) – Low pass – рис.2а; – фільтры верхніх частот (ФВЧ) – High pass – рис.2б; – полосові фільтри (ПФ) – Band pass – рис.2в; – режекторні фільтри (РФ) – Band stop – рис.2г.
Рис. 2 Ідеальні частотні характеристики фільтрів На рис. 2 прийняті наступні позначення: ПП – смуга пропускання – частотна область, усередині якої сигнали проходять через фільтр практично без загасання; СЗ – смуга затримування – вибирається розробником такою, щоб забезпечити загасання сигналу не гірше заданого; Перехідна смуга – частотна область між ПП и СЗ (характеризується швидкістю спаду, зазвичай виражається в дБ/декаду); fп - частота зрізу смуги пропускання – точка на рівні 3дБ; fз - частота зрізу смуги затримування – визначається рівнем пульсацій ЧХ в ПЗ; fнп, fвп – нижня і верхня частоти зрізу смуги пропускання; fнз, fвз – нижня і верхня частоти зрізу смуги затримки. Частота зрізу в цьому випадку є умовною межею між частотою зрізу смуги пропускання і частотою зрізу смуги затримування. АЧХ реальних фільтрів (рис. 3, на прикладі ФНЧ) мають пульсації в смузі пропускання δп і затримки δз (нестабильність ЧХ в ПП і ПЗ). Часто у літературі вони мають другу назву: Rз – максимальне придушення в смузі затримування, дБ; Rп – мінімальне пригнічення в смузі пропускання, дБ. Пульсації ЧХ в ПП вносять певні спотворення в сигнал, тому вони більш значущі при визначенні параметрів цифрових фільтрів. Рис. 3 Реальна АЧХ цифрового фільтра (на прикладі ФНЧ).
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|