الانتقال المتوسط - cic تصفية

وكما ذكر آخرون، يجب عليك النظر في مرشح الاستجابة الاندفاع لانهائي إير بدلا من المرشح استجابة النبض محدود فير تستخدمه الآن هناك أكثر من ذلك، ولكن للوهلة الأولى يتم تنفيذ مرشحات فير كتحويلات واضحة ومرشحات إير مع المعادلات. الثانية. خاص فلتر إير يمكنني استخدام الكثير في ميكروكنترولر هو القطب واحد مرشح تمريرة منخفضة هذا هو المعادل الرقمي للمرشح التناظرية أرسي بسيط بالنسبة لمعظم التطبيقات، وهذه سيكون لها خصائص أفضل من فلتر مربع الذي تستخدمه معظم استخدامات مرشح مربع التي واجهتها هي نتيجة لشخص لا تولي اهتماما في فئة معالجة الإشارات الرقمية، وليس نتيجة لخصائصها الخاصة إذا كنت ترغب فقط في تخفيف الترددات العالية التي تعرفها هي الضوضاء، مرشح واحد مرشح تمرير منخفض هو أفضل و أفضل طريقة لتنفيذ واحد رقميا في متحكم هو عادة. فيلت - فيلت فف جديد - FILT. FILT هو قطعة من الدولة بيرسيستانت هذا هو فقط بيرسيستانت فا ريبل تحتاج إلى حساب هذا الفلتر جديد هو القيمة الجديدة التي يتم تحديث المرشح مع هذا التكرار فف هو جزء التصفية الذي يضبط ثقل مرشح انظر إلى هذه الخوارزمية ونرى أن ل فف 0 مرشح هو بلا حدود الثقيلة منذ الإخراج لا يتغير أبدا بالنسبة إلى فف 1، فإنه حقا لا يوجد مرشح على الإطلاق منذ الإخراج فقط يتبع المدخلات القيم المفيدة في ما بين على الأنظمة الصغيرة التي تختار فف لتكون 1 2 N بحيث يمكن مضاعفة بواسطة فف يمكن أن يتحقق كما تحول الصحيح بواسطة بتات N على سبيل المثال، قد يكون فف 1 16 ويضاعف بواسطة فف وبالتالي تحول صحيح من 4 بتات وإلا فإن هذا الفلتر يحتاج فقط طرح واحد وإضافة واحدة، على الرغم من أن الأرقام عادة ما تحتاج إلى أن تكون أوسع من قيمة المدخلات أكثر على الدقة العددية في قسم منفصل أدناه. أنا عادة ما تأخذ قراءات أد أسرع بكثير من الحاجة إليها وتطبيق اثنين من هذه المرشحات المتتالية هذا هو ما يعادل الرقمية اثنين من مرشحات أرسي في السلسلة، ويخفف بنسبة 12 ديسيبل اوكتاف فوق لفة تردد ولكن بالنسبة للقراءات أد فإنه عادة ما تكون أكثر أهمية للنظر في مرشح في المجال الزمني من خلال النظر في ردها خطوة هذا يخبرك مدى سرعة النظام الخاص بك وسوف نرى تغيير عندما الشيء الذي يقيس التغييرات. لتسهيل تصميم هذه المرشحات التي يعني فقط اختيار فف وتحديد عدد منهم لتتالي، يمكنني استخدام فلتبيتس برنامج قمت بتحديد عدد بت التحول لكل فف في سلسلة متتالية من المرشحات، وأنه يحسب استجابة الخطوة والقيم الأخرى في الواقع أنا عادة تشغيل هذا عبر بلدي البرنامج النصي المجمع بلوتفيلت هذا يعمل فلتبيتس، مما يجعل ملف كسف، ثم مؤامرات ملف كسف على سبيل المثال، هنا هو نتيجة بلوتفيلت 4 4. معلمتان ل بلوتفيلت يعني سيكون هناك مرشحين تتالي من النوع الموصوف أعلاه القيم من 4 تشير إلى عدد بتات التحول لتحقيق مضاعفة بواسطة فف قيم فف هما بالتالي 1 16 في هذه الحالة. التتبع الأحمر هو استجابة خطوة الوحدة، وهو الشيء الرئيسي للنظر في على سبيل المثال، وهذا تي ليرة لبنانية لك أنه إذا تغيرت المدخلات على الفور، فإن الإخراج من مرشح مجتمعة تستقر إلى 90 من القيمة الجديدة في 60 التكرارات إذا كنت تهتم حوالي 95 تسوية الوقت ثم عليك أن تنتظر حوالي 73 التكرار، و 50 وقت التسوية فقط 26 التكرارات . أثر الأخضر يظهر لك الإخراج من واحد ارتفاع السعة الكامل هذا يعطيك بعض فكرة عن الضجيج العشوائي يبدو وكأنه لا عينة واحدة سوف يسبب أكثر من 2 5 تغيير في الإخراج. الزرقاء تتبع هو إعطاء ذاتية والشعور ما يفعله هذا المرشح مع الضوضاء البيضاء هذا ليس اختبارا صارما لأنه لا يوجد ضمان ما بالضبط المحتوى كان من الأرقام العشوائية التقطت كما إدخال الضوضاء البيضاء لهذا المدى من بلوتفيلت انها فقط لتعطيك شعور الخام من وكم سوف يكون سحق وكيف سلاسة it. PLOTFILT، فلبيتبيتس ربما، والكثير من الاشياء المفيدة الأخرى، وخاصة لتطوير البرامج الثابتة الموافقة المسبقة عن علم هو متاح في إصدار برنامج تطوير أدوات الموافقة المسبقة عن علم في بلدي التنزيلات البرمجيات page. Ad وخصم من الدقة العددية. أرى من التعليقات والآن إجابة جديدة أن هناك مصلحة في مناقشة عدد البتات اللازمة لتنفيذ هذا المرشح لاحظ أن ضرب من قبل فف سيخلق تسجيل 2 فف بت جديدة تحت نقطة ثنائية على النظم الصغيرة ، عادة ما يتم اختيار فف ليكون 1 2 N بحيث يتم تحقيق هذه المضاعفة في الواقع عن طريق التحول الصحيح من N بتس. وبالتالي فإن فيلت عادة عدد صحيح نقطة ثابتة لاحظ أن هذا لا تغيير أي من الرياضيات من وجهة نظر المعالج s على سبيل المثال، إذا كنت تصفية قراءات م 10 بت و N 4 فف 1 16، فأنت بحاجة 4 بت جزء جزء من 10 بت عدد صحيح م قراءات واحد معظم المعالجات، كنت د القيام 16 بت عدد صحيح العمليات بسبب قراءات أد 10 بت في هذه الحالة، لا يزال بإمكانك القيام بالضبط نفس 16 بت عدد صحيح أوبيرتيونس، ولكن تبدأ قراءات أد اليسار تحولت من 4 بت المعالج لا يعرف الفرق ولا تحتاج إلى القيام الرياضيات على كامل 16 بت صحيح الأعداد يعمل ما إذا كنت اعتبرهم 12 4 نقطة ثابتة أو صحيح 16 بت عدد صحيح 16 0 نقطة ثابتة. بوجه عام، تحتاج إلى إضافة N بت كل مرشح القطب إذا كنت لا تريد إضافة الضوضاء بسبب التمثيل العددي في المثال أعلاه، سيكون المرشح الثاني من اثنين أن يكون 10 4 4 18 بت لا تفقد المعلومات في الممارسة العملية على جهاز 8 بت وهذا يعني أنك د استخدام قيم 24 بت من الناحية الفنية فقط القطب الثاني من اثنين سوف تحتاج إلى قيمة أوسع، ولكن لبساطة البرامج الثابتة وعادة ما تستخدم نفس التمثيل، وبالتالي نفس التعليمات البرمجية، لجميع أقطاب مرشح. عادة ما أكتب سوبروتين أو الماكرو لتنفيذ عملية قطب فلتر واحد، ثم تطبيق ذلك على كل قطب إذا كان الروتين الفرعي أو الماكرو يعتمد على ما إذا كانت دورات أو ذاكرة البرنامج أكثر أهمية في ذلك مشروع معين في كلتا الحالتين، يمكنني استخدام بعض الدولة الصفر لتمرير جديد في الماكرو روتين، الذي يقوم بتحديث فيلت، ولكن أيضا بتحميل ذلك في نفس حالة الصفر كان جديد في هذا يجعل من السهل تطبيق أقطاب متعددة منذ تحديث فيلت من قطب واحد هو ن W من المرحلة التالية عندما يكون روتين فرعي، فمن المفيد أن يكون مؤشر نقطة إلى فيلت على الطريق في، والذي يتم تحديثه فقط بعد فيلت على الطريق بهذه الطريقة يعمل روتين التشغيل تلقائيا على مرشحات متتالية في الذاكرة إذا دعا عدة مرات مع ماكرو كنت لا تحتاج إلى مؤشر منذ تمرير في العنوان للعمل على كل تكرار. أمثلة كود. هنا مثال على ماكرو كما هو موضح أعلاه ل بيك 18. هنا هو ماكرو مماثل ل بيك 24 أو دسبيك 30 أو 33. يتم تطبيق هذه الأمثلة على وحدات الماكرو باستخدام المعالج المسبق بيك المجمع الذي هو أكثر قدرة من أي من مرافق الماكرو المضمنة. كلاباشيو قضية أخرى كان يجب أن أذكرها هو تنفيذ البرامج الثابتة يمكنك كتابة قطب واحد تمرير منخفض روتين مرشح مرة واحدة، ثم تطبيقه عدة مرات في الواقع أنا عادة كتابة مثل هذا الروتين إلى اتخاذ مؤشر في الذاكرة إلى حالة التصفية، ثم يكون مقدما المؤشر بحيث يمكن استدعاؤها في الخلافة بسهولة لتحقيق مرشحات متعددة القطب أولين لاثروب أبر 20 12 في 15 03.1 شكرا جزيلا على إجاباتك - كل منهم قررت استخدام هذا فلتر إير، ولكن لا يتم استخدام هذا الفلتر كما مرشح لوباس القياسية، لأنني بحاجة إلى متوسط ​​قيم العداد ومقارنتها للكشف عن التغييرات في نطاق معين لأن هذه القيم فان تكون من أبعاد مختلفة جدا اعتمادا على الأجهزة أردت أن تأخذ في المتوسط ​​من أجل أن تكون قادرة على الرد على هذه الأجهزة تغييرات محددة تلقائيا سينسلن 21 مايو 12 في 12 06.If يمكنك العيش مع تقييد قوة اثنين من عدد من العناصر إلى المتوسط ​​أي 2،4،8،16،32 الخ ثم يمكن تقسيم بسهولة وكفاءة على وانخفاض الأداء الجزئي مع عدم وجود تقسيم مخصص لأنه يمكن القيام به كما تحول قليلا كل حق الحق هو قوة واحدة من اثنين على سبيل المثال. The أوب اعتقد انه كان اثنين من المشاكل، وتقسيم في PIC16 والذاكرة لعشاق له حلقة ويوضح هذا الجواب أن تقسيم ليس من الصعب اعترافا أنه لا يعالج مشكلة الذاكرة ولكن نظام سي يسمح إجابات جزئية، ويمكن للمستخدمين اتخاذ شيء من كل إجابة لأنفسهم، أو حتى تحرير والجمع بين إجابات أخرى لأن بعض الإجابات الأخرى تتطلب عملية الانقسام، فإنها هي أيضا غير مكتملة لأنها لا تظهر كيفية تحقيق ذلك بكفاءة على PIC16 مارتن أبريل 20 12 في 13 01.There هو الجواب لمرشح المتوسط ​​المتحرك الحقيقي ويعرف أيضا باسم فلتر بوكسكار مع متطلبات الذاكرة أقل، إذا كنت لا تفكر في التفكير تسمى مرشح المتكامل التكامل مشط سيك والفكرة هي أن لديك تكامل الذي كنت تأخذ الاختلافات على مدى فترة زمنية، وجهاز حفظ الذاكرة الرئيسية هو أنه من خلال تقليص، لا تحتاج إلى تخزين عشية قيمة ري من التكامل ويمكن تنفيذها باستخدام pseudocode. Your التالية المتوسط ​​المتوسط ​​المتحرك الفعال هو ديسيماتيون فاكتور ستاتيزيز ولكن تحتاج فقط للحفاظ على عينات ستاتيزيز من الواضح أنك يمكن أن تحصل على أداء أفضل إذا كان لديك ستيزيز و ديسيماتيونفاكتور هي القوى 2، بحيث القسم و باقي مشغلي استبدالها بواسطة التحولات و ماسك-ands. Postscript أنا أتفق مع أولين أنه يجب عليك دائما النظر مرشحات إر بسيطة قبل مرشح المتوسط ​​المتحرك إذا كنت لا تحتاج إلى ترددات خالية من فلتر علبة التروس، القطب 1 أو 2 القطب مرشح تمريرة منخفضة من المحتمل أن تعمل بشكل جيد. من ناحية أخرى، إذا كنت تصفية لأغراض الإفساد أخذ مدخلات عالية معدل العينة ومتوسط ​​ذلك للاستخدام من قبل عملية منخفضة معدل ثم مرشح سيك قد يكون مجرد ما كنت تبحث عن خاصة إذا كنت تستطيع استخدام ستيزيز 1 وتجنب رينغبوفر تماما مع مجرد واحد قيمة التكامل السابقة. هناك بعض تحليل متعمق من الرياضيات وراء استخدام أول أوردر إير إير تصفية أن أولين لاثروب قد وصفت بالفعل أكثر على معالجة الإشارات الرقمية كومة تبادل يتضمن الكثير من الصور الجميلة المعادلة لهذا فلتر إير هو. هذا يمكن تنفيذها باستخدام الأعداد الصحيحة فقط ولا تقسيم باستخدام التعليمات البرمجية التالية قد تحتاج إلى بعض التصحيح كما أنا كان يكتب من الذاكرة. هذا المرشح يقترب متوسط ​​متحرك من عينات K الأخيرة عن طريق تحديد قيمة ألفا إلى 1 K القيام بذلك في التعليمات البرمجية السابقة عن طريق تحديد بيتس ل LOG2 K، أي لمجموعة K 16 بيتس إلى 4، ل K 4 مجموعة بيتس إلى 2، وما إلى ذلك سوف تحقق من التعليمات البرمجية المدرجة هنا في أقرب وقت وأنا الحصول على تغيير وتعديل هذه الإجابة إذا لزم الأمر. مسألة يونيو 23 12 في 04 04.Here سا واحد القطب منخفض تمرير مرشح المتوسط ​​المتحرك، مع قطع تردد كوتوفريكنسي بسيط جدا، سريع جدا، يعمل كبيرة، وتقريبا لا الذاكرة فوق. ملاحظة جميع المتغيرات لديها نطاق خارج وظيفة مرشح، إلا أن مرت في newInput. Note هذا هو مرشح مرحلة واحدة يمكن أن تتعاقب مراحل متعددة معا لزيادة الحدة المرشح إذا كنت تستخدم أكثر من مرحلة واحدة، سيكون لديك لضبط ديكايفاكتور كما يتعلق قطع التردد لتعويض. وهو واضح كل ما تحتاجه هو هذين الخطين وضعت في أي مكان، فإنها لا تحتاج وظيفة خاصة بهم هذا مرشح لديه وقت التمرير قبل أن يمثل المتوسط ​​المتحرك إشارة الدخل إذا كنت بحاجة إلى تجاوز هذا الوقت المنحدر، يمكنك فقط تهيئة موفينغافيراج إلى القيمة الأولى من نيو إنبوت بدلا من 0، ونأمل أن يكون أولينبوت الأول خارجا. كوتوفريكنسي سامبلريت لديها مجموعة من 0 و 0 5 ديكايفاكتور هو قيمة بين 0 و 1، وعادة ما تكون قريبة من 1.Single الدقة العوامات جيدة بما فيه الكفاية لمعظم الأشياء، وأنا فقط تفضل دوبلز إذا كنت بحاجة إلى التمسك مع الأعداد الصحيحة، يمكنك تحويل عامل ديكايفاكتور والسعة إلى أعداد صحيحة كسرية، حيث يتم تخزين البسط كما عدد صحيح، والمقام هو عدد صحيح من 2 حتى تتمكن من التحول قليلا إلى اليمين كمقام بدلا من الاضطرار إلى تقسيم خلال حلقة تصفية ل على سبيل المثال، إذا ديكايفاكتور 0 99، وتريد استخدام الأعداد الصحيحة، يمكنك تعيين ديكايفاكتور 0 99 65536 64881 ثم في أي وقت تتضاعف من قبل ديكايفاكتور في حلقة تصفية الخاص بك، مجرد تحويل النتيجة 16.For مزيد من المعلومات حول هذا، وهو كتاب ممتاز أن على شبكة الإنترنت، الفصل 19 على الفلاتر المتكررة. PS لالمتوسط ​​المتحرك نموذج، نهجا مختلفا لوضع ديكايفاكتور و أمبليتيودفاكتور التي قد تكون أكثر ملاءمة لاحتياجاتك، دعونا أقول انك تريد السابقة، حوالي 6 بنود متوسط ​​توغ الأثير، والقيام بذلك ديسرتلي، يمكنك د إضافة 6 بنود وتقسيمها 6، حتى تتمكن من تعيين أمبليتيودفاكتور إلى 1 6، و ديكايفاكتور إلى 1 0 - AmplitudeFactor. resp 14 مايو 12 في 22 55.Everyone آخر قد علقت بدقة على الأداة المساعدة من إير مقابل فير، وعلى السلطة من قسم اثنين أنا فقط أود أن أعطي بعض تفاصيل التنفيذ أدناه يعمل بشكل جيد على ميكروكنترولر صغيرة مع عدم وجود فبو هناك S لا الضرب، وإذا حافظت N قوة اثنين، كل قسم هو دورة واحدة بت-shiftting. Basic العازلة الدائري فير الاحتفاظ العازلة تشغيل القيم N الماضية و سوم قيد التشغيل من كافة القيم في المخزن المؤقت في كل مرة يأتي نموذج جديد في طرح أقدم قيمة في المخزن مؤقت من سوم ، واستبدالها بالعينة الجديدة، وإضافة العينة الجديدة إلى سوم، والإخراج سوم N. Modified إير العازلة حلقة الحفاظ على سوم التوالي من القيم N الماضية في كل مرة تأتي عينة جديدة في، سوم - سوم N، إضافة في الجديد عينة، والمخرجات سوم N. أسئلة وأجوبة 28 أغسطس 13 في 13 45. إذا أنا م قراءة الحق، كنت إعادة وصف الدرجة الأولى إير تصفية القيمة التي تعيد طرحها هي t أقدم قيمة التي تسقط، ولكن بدلا من ذلك متوسط ​​القيم السابقة من الدرجة الأولى مرشحات إير يمكن بالتأكيد أن تكون مفيدة، ولكن أنا لست متأكدا ما تقصد عندما تقترح أن الإخراج هو نفسه بالنسبة لجميع الإشارات الدورية في معدل عينة 10KHZ، تغذية موجة مربع 100HZ في مرشح مربع 20 مرحلة سوف تسفر عن إشارة التي ترتفع بشكل موحد ل 20 عينة، يجلس عالية لمدة 30، قطرات بشكل موحد ل 20 عينة، ويجلس منخفضة ل 30 مرشح من الدرجة الأولى سوبيركات أغسطس 28 13 في 15 31.will تسفر عن موجة التي تبدأ بشكل حاد ارتفاع وتدريجيا مستويات قريبة من ولكن ليس عند المدخلات القصوى، ثم يبدأ بشكل حاد السقوط وتدريجيا مستويات قريبة ولكن ليس عند المدخلات الحد الأدنى سلوك مختلف جدا سوبيركات أغسطس 28 13 في 15 32. قضية واحدة هي أن متوسط ​​متحرك بسيط قد أو قد لا تكون مفيدة مع مرشح إير، يمكنك الحصول على مرشح لطيفة مع كالكس قليلة نسبيا منطقة معلومات الطيران التي تصف يمكن أن تعطيك فقط المستطيل في الوقت المناسب - صادقة في التكرار - ويمكنك إدارة تي الفصوص الجانبية قد يكون من المفيد أن رمي في عدد صحيح يتضاعف عدد قليل لجعله لطيفة الطيف التماثل متماثل إذا كنت يمكن أن تدخر القراد على مدار الساعة سكوت سيدمان 29 أغسطس 13 في 13 50. سكوتسيدمان لا تحتاج إلى مضاعفة إذا كان المرء ببساطة كل مرحلة من مراحل معلومات الطيران إما إخراج متوسط ​​المدخلات لتلك المرحلة وقيمتها المخزنة السابقة، ومن ثم تخزين المدخلات إذا كان واحد لديه النطاق الرقمي، يمكن للمرء أن استخدام المجموع بدلا من المتوسط ​​سواء كان ذلك s أفضل من فلتر مربع يعتمد على تطبيق استجابة الخطوة من مرشح مربع مع تأخير كامل من 1ms، على سبيل المثال، سوف يكون d2 دت ارتفاع سيئة عند تغيير المدخلات، ومرة ​​أخرى 1ms في وقت لاحق، ولكن سيكون الحد الأدنى الممكن د دت لمرشح مع مجموع 1ms تأخير سوبيركات أغسطس 29 13 في 15 25. كما قال ميكيسيلكتريكستوف، إذا كنت حقا بحاجة إلى تقليل احتياجات الذاكرة الخاصة بك، وكنت لا تدع رد فعل الاندفاع الخاص بك هو الأسي بدلا من نبض مستطيلة، وأنا سوف تذهب ل أفي تتحرك أسي فلتر الغضب أنا استخدامها على نطاق واسع مع هذا النوع من التصفية، لا تحتاج إلى أي المخزن المؤقت لا تحتاج إلى تخزين N عينات الماضي واحد فقط لذلك، متطلبات الذاكرة الخاصة بك الحصول على خفض من قبل عامل N. Also، لا تحتاج أي تقسيم لذلك فقط مضاعفات إذا كان لديك الوصول إلى الحساب العائمة نقطة، واستخدام مضاعفات نقطة العائمة خلاف ذلك، لا مضاعفات صحيحة والتحولات إلى اليمين ومع ذلك، نحن في عام 2012، وأود أن أوصي لك استخدام المجمعين و مكوس التي تسمح لك للعمل مع أرقام العائمة. بالإضافة إلى كونها أكثر كفاءة الذاكرة وأسرع كنت لا تحتاج إلى تحديث العناصر في أي العازلة دائرية، وأود أن أقول أنه هو أيضا أكثر طبيعية لأن استجابة النبض الأسي يطابق بشكل أفضل الطريقة التي تتصرف بها الطبيعة، في معظم الحالات .20 أبريل 9 في 9 59.One المسألة مع فلتر إير كما لمست تقريبا من قبل أولين و سوبيركات ولكن تجاهلها على ما يبدو من قبل الآخرين هو أن التقريب أسفل يدخل بعض عدم الدقة وربما التحيز اقتطاع بافتراض أن N ط سا من اثنين، ويتم استخدام الحساب الصحيح فقط، والتحول الحق لا القضاء بشكل منهجي على لسبس من العينة الجديدة وهذا يعني أن كم من الوقت يمكن أن تكون سلسلة من أي وقت مضى، فإن متوسط ​​أبدا أن تأخذ تلك في الاعتبار. على سبيل المثال، لنفترض ببطء وتناقص سلسلة 8،8،8 8،7،7،7 7،6،6، وتفترض أن المتوسط ​​هو في الواقع 8 في بداية قبضة 7 عينة سيجلب المتوسط ​​إلى 7، مهما كانت قوة مرشح فقط لعينة واحدة نفسه قصة ل 6، الخ الآن التفكير في عكس سيري ترتفع سيكون متوسط ​​البقاء على 7 إلى الأبد، حتى العينة كبيرة بما فيه الكفاية لجعله تغيير. بطبيعة الحال، يمكنك تصحيح للتحيز عن طريق إضافة 1 2 N 2، ولكن التي فازت حقا حل مشكلة الدقة في هذه الحالة سوف تنخفض سلسلة البقاء إلى الأبد في 8 حتى العينة 8-1 2 N 2 ل N 4 على سبيل المثال، أي عينة فوق الصفر سوف تبقي على المتوسط ​​دون تغيير. أعتقد أن الحل ل والتي من شأنها أن تنطوي على عقد تراكم من لسب فقدت ولكن أنا لم تجعل من بعيد بما فيه الكفاية ليكون رمز جاهزة، وأنا لست متأكدا من أنه لن يضر الطاقة إير في بعض الحالات الأخرى من سلسلة على سبيل المثال ما إذا كان 7،9،7،9 سوف متوسط ​​إلى 8 ثم. أولين، سلسلة من مرحلتين أيضا سوف تحتاج إلى بعض التفسير هل يعني عقد اثنين من القيم المتوسطة مع نتيجة الأولى تغذيت في الثانية في كل التكرار ما فائدة هذا. تحمل المتتالية تكامل مرشحات تكامل. بقلم ريتشارد ليونز، كورتيسي أوف إنبديد سيستمز بروجرامينغ مار 31 2005 14 49 بيإم. المرشح سيك غامض سابقا أمر حيوي لكثير من المهام والاتصالات اللاسلكية عالية الحجم والمعدات باستخدام سيك مرشحات يمكن خفض التكاليف وتحسين الموثوقية، ومساعدة الأداء هنا سا التمهيدي للحصول على انك بدأت. Cascaded إنتغراتور-كومب سيك المرشحات الرقمية هي تطبيقات فعالة حسابيا من مرشحات لوباس الضيقة وغالبا ما تكون جزءا لا يتجزأ من تطبيقات الأجهزة من الإهمال والاستيفاء في نظم الاتصالات الحديثة أدخلت سيك مرشحات للمجتمع معالجة الإشارات، من قبل يوجين هوجينور، أكثر من عقدين قبل، ولكن إمكانيات تطبيقها قد نمت في السنوات الأخيرة 1 تحسينات في تكنولوجيا رقاقة، إنكرا وقد أدى استخدام سيد من تقنيات تصفية متعدد الأطوار، والتقدم في تطبيقات تحويل دلتا سيغما، والنمو الكبير في الاتصالات اللاسلكية الكثير من الاهتمام في المرشحات سيك. في حين أن سلوك وتنفيذ هذه المرشحات ليس معقدة، وكانت تغطيتها نادرة في الأدب من الأنظمة المدمجة تحاول هذه المقالة لزيادة الجسم من الأدب لمهندسي النظم جزءا لا يتجزأ من بعد وصف عدد قليل من التطبيقات لفلاتر سيك، وسوف أعرض هيكلها وسلوكها، وتقديم أداء المجال التردد من المرشحات سيك، ومناقشة العديد من القضايا العملية الهامة في بناء هذه المرشحات. تطبيقات مرشح سيك مرشحات سيك هي مناسبة تماما ل أنتيالياسينغ تصفية قبل خفض معدل العينة خفض، كما هو مبين في الشكل 1A ولتصوير المضادة للتصوير لإشارات محرف زيادة معدل العينة كما هو الحال في الشكل 1B كلا التطبيقات هي المقترنة بترشيح معدل بيانات مرتفع جدا، مثل التشكيل التربيعي للأجهزة a (د) في الأنظمة اللاسلكية الحديثة ومحولات دلتا سيغما أد و دا. وبسبب أن مغلفاتها ذات الترددات العالية تستجيب للخطيئة شكس، فإن مرشحات سيك عادة ما تكون متبعة أو مسبوقة بأداء أعلى لخطي طور الطور المستقر في خط التأخير المرشحات التي تتمثل مهامها لتعويض باسباند مرشح سيك غير شقة هذا العمارة مرشح المتتالية له فوائد قيمة على سبيل المثال، مع إفساد، يمكنك أن تقلل إلى حد كبير من التعقيد الحسابي لتصفية لوباس الضيقة مقارنة مع إذا كنت تستخدم دفعة واحدة لوباس محدود استجابة مرشحات معلومات الطيران بالإضافة إلى ذلك، يعمل مرشاح فير على المتابعة بمعدلات مخفضة على مدار الساعة يقلل من استهلاك الطاقة في تطبيقات الأجهزة عالية السرعة. وهناك مكافأة حاسمة في استخدام مرشحات سيك، والخاصية التي تجعلها شعبية في الأجهزة، هو أنها تتطلب لا الضرب الحسابية اللازمة لتنفيذ هذه المرشحات الرقمية هي الإضافات والطرح بدقة فقط مع أن قال، دعونا نرى كيف سيك مرشحات تعمل. الاستجمام تشغيل مجموع مرشح المرشحات سيك تنشأ من فكرة مرشح عكسي مجموع المبلغ الذي هو في حد ذاته شكل فعال من غير متحرك تتحرك أفيراجر استدعاء معيار D - نقطة تتحرك متوسط ​​العملية في الشكل 2A هناك نرى أن D -1 تلخيصات زائد واحد مضاعفة بواسطة 1 D ضرورية لحساب الناتج أفيراجر ذ ن. ويعبر عن D - نقطة نقل المتوسط ​​مرشح s الإخراج في الوقت كما. حيث n هو لدينا مؤشر المجال الزمني تعبير z - domain لهذا أفيراجر تتحرك is. while لها z - domain h z وظيفة نقل هي. أقدم هذه المعادلات لا لجعل الأمور معقدة، ولكن لأنها إعادة مفيدة المعادلة 1 يقول لنا كيفية بناء أفيراجر متحرك، والمعادلة 3 هو في شكل المستخدمة من قبل برامج معالجة الإشارات التجارية لنموذج سلوك المجال التردد من أفيراجر تتحرك. الخطوة التالية في رحلتنا نحو فهم المرشحات سيك هو النظر في شكل ما يعادل من متحرك المتوسط، و ريكورسيف تشغيل مجموع مرشح ديبيكت d في الشكل 2b هناك نرى أن عينة الإدخال الحالية شن يضاف، وأقدم عينة المدخلات شن - يتم طرح D من متوسط ​​الانتاج السابق ين -1 انها تسمى عودية لأنه يحتوي على ردود الفعل يتم الاحتفاظ كل عينة الإخراج مرشح واستخدامها لحساب قيمة المخرجات التالية المعادلة الفاصلة بين المجموعتين المتتالية معادلة الفارق s. have أز - domain H z ظيفة نقل z. نستخدم نفس المتغير H z لوظائف النقل للمرشح المتوسط ​​المتوسط ​​والمجموع المتكرر العكسي المرشح لأن وظائف النقل الخاصة بهم تساوي بعضها البعض. s صحيح المعادلة 3 هي التعبير غير اللازوردية والمعادلة 5 هي التعبير المتكرر لمقياس D-بوينت الدليل الرياضي على ذلك يمكن العثور عليه في كتابي عن معالجة الإشارات الرقمية، ولكن بعد قليل أنا ليرة لبنانية إثبات أن التكافؤ مع مثال 2.Here ق لماذا نحن نهتم ريكورسيف تشغيل مجموع مرشحات معيار تتحرك أفيراجر في الشكل 2A يجب إجراء D -1 إضافات لكل عينة الإخراج رونين العودية G-سوم مرشح لديه ميزة حلوة أن واحد فقط إضافة وطرح واحد مطلوب لكل عينة الإخراج، بغض النظر عن طول التأخير D هذه الكفاءة الحسابية يجعل الترشيح الجري مجموع مرشح جذابة في العديد من التطبيقات تسعى للحد من الضوضاء من خلال المتوسط ​​التالي سوف نرى كيف مرشح سيك هو، في حد ذاته، على التوالي الترشيح مجموع مرشح. تركيب مرشح الهياكل إذا كنا تكثيف تمثيل خط تأخير وتجاهل 1 D التحجيم في الشكل 2B نحصل على الشكل الكلاسيكي من مرشح سيك 1ST الترتيب، الذي سلسلة ويظهر هيكل في الشكل 2C ويسمى الجزء فيدفوروارد من مرشح سيك قسم المشط، الذي التفاضلي هو D في حين أن قسم التغذية المرتدة يسمى عادة تكامل المرحلة مشط يطرح عينة المدخلات المتأخرة من عينة المدخلات الحالية، هو مجرد تراكم و سيك مرشح S الفرق المعادلة هو. و z - domain وظيفة نقل هو. للرؤية لماذا مرشح سيك هو من الفائدة، أولا نحن ندرس وقتها (D 5) كما هو مبين في الشكل (3) إذا تم تطبيق تسلسل الوحدة النبضية، وهي عينة ذات قيمة وحدة متبوعة بالعديد من العينات ذات القيمة الصفرية، على مرحلة المشط، يكون خرج المرحلة s كما هو مبين في الشكل 3 أ الآن التفكير، ما يمكن أن يكون الناتج من التكامل إذا كان المدخلات كانت استجابة النبض المرحلة كومب الدافع الإيجابي الأولي من مرشح مشط يبدأ الناتج كل واحد منها، كما هو الحال في الشكل 3B ثم D عينات في وقت لاحق، السلبية الدافع من مرحلة المشط يصل إلى التكامل إلى الصفر كل مزيد من العينات سيك تصفية الإخراج. المسألة الرئيسية هي أن الاستجابة وحدة دفعة واحدة من مرشح سيك، ويجري تسلسل مستطيل، هو مماثل لاستجابات وحدة دفعة من التحرك مرشح - average و ريكورسيف تشغيل مجموع مرشح نقل المتوسطات، العودية تشغيل مرشحات مجموع، و سيك مرشحات قريبة القرب لديهم نفس z - domain القطب الصفر المواقع، وردودهم حجم التردد لديهم أشكال متطابقة، استجابات المرحلة متطابقة، و ت تختلف وظائف نقل الوريث فقط عن طريق عامل مقياس ثابت إذا كنت تفهم سلوك المجال الزمني لمتوسط ​​متحرك، فإنك الآن تفهم سلوك المجال الزمني لمرشح سيك في الشكل 2.c حجم التردد والاستجابة الطورية للمرحلة D 5 سيك يظهر في الشكل 4A حيث التردد s هو معدل عينة الدخل إشارة في هرتز. يمكننا الحصول على تعبير عن استجابة سيك مرشح s من خلال تقييم المعادلة 7 ثانية H سيك z نقل وظيفة على z - plane s عن طريق وضع زيج 2 العائد. باستخدام هوية يولر s 2 j سين إج - إج يمكننا الكتابة. إذا تجاهلنا عامل المرحلة في المعادلة 9، أن نسبة شروط الخطيئة يمكن تقريبه من قبل وظيفة شكس الخطيئة وهذا يعني أن سيك مرشح s تردد حجم الاستجابة يساوي تقريبا وظيفة شكس الخطيئة تركز في 0HZ كما نرى في الشكل 4A هذا هو السبب في أن مرشحات سيك تسمى أحيانا المرشحات المخلصة. المصممين مرشح الرقمية مثل لرؤية z - plane القطب صفر المؤامرات، لذلك نحن توفير z-- الطائرة تشاراك تراتيستيك مرشح D سيك D 5 في الشكل 4C حيث ينتج مرشاح المشط D زيروس، متباعدة بالتساوي حول دائرة الوحدة، وينتج المتكامل قطب واحد يلغي الصفر عند z 1 كل زيرو s مشط، كونه D الجذر ث 1، وتقع في زميج 2 م D حيث م 0، 1، 2 D -1، الموافق حجم فارغة في الشكل 4A. The الوضع المحفوف بالمخاطر عادة من وجود قطب فلتر مباشرة على دائرة وحدة لا تحتاج إلى مشكلة لنا هنا لأنه لا يوجد معامل خطأ تكميم في منطقتنا H سيك z نقل وظيفة سيك معاملات تصفية هي تلك ويمكن أن تمثل بدقة كاملة مع ثابت تنسيقات نقطة نقطة على الرغم من العودية، ويضمن المرشحات سيك لحسن الحظ مستقرة، المرحلة الخطية هو مبين في الشكل 4B ، وتكون الاستجابات النبضية ذات الطول المحدود عند 0 هز دس، فإن كسب مرشح سيك يساوي تأخر مرشح المشط D وهذه الحقيقة، التي يكون اشتقاقها متوافرة، ستكون مهمة بالنسبة لنا عندما ننفذ فعليا مرشاح سيك في الأجهزة 2.Figure 5 مرشح سيك أحادي المرحلة s المستخدمة في إفساد والاستيفاء عرض الصورة بالحجم الكامل. أغين، وتستخدم المرشحات سيك في المقام الأول ل أنتيالياسينغ تصفية قبل الهلاك ولتصوير مكافحة التصوير لإشارات محرف مع تلك المفاهيم في الاعتبار نحن مبادلة ترتيب الشكل 2C ق مشط ومتكاملة نحن إعادة السماح للقيام بذلك لأن تلك العمليات خطية وتشمل الإهلاك من قبل عامل تغيير معدل العينة R في الشكل 5A قد ترغب في إثبات أن استجابة وحدة دفعة من تركيبة مشط التكامل، قبل تغيير معدل العينة، في الشكل 5a يساوي ذلك في الشكل 3C في معظم تطبيقات مرشح سيك معدل التغير R يساوي التأخير التفاضلي في المشط D ولكننا سوف نحتفظ بها كمعلمات تصميم منفصلة ل now. Figure 6 استجابة حجم من 1-ترتيب، D 8 ، وتدمير مرشح سيك قبل الاقتلاع إلياسينغ بعد R 8 إفساد عرض الصورة بالحجم الكامل. العملية هدم R يعني تجاهل كل شيء باستثناء كل عينة R، مما أدى إلى معدل عينة الإخراج من s، خارج s، في R لإدخالات ويظهر الشكل 6A استجابة حجم التردد لمرشاح سيك D8 قبل الإقلاع. إن النطاق الطيفي للعرض B المركز عند 0 هز هو نطاق التمرير المطلوب للمرشاح أحد الجوانب الرئيسية في التصفية مرشحات سيك هو الطي الطي الذي يحدث بسبب ديسيماتيون. التي B - width العصابات الطيفية مظللة تركز حول مضاعفات ق، في R في الشكل 6A سوف الاسم المستعار مباشرة في نطاق التمرير المطلوب لدينا بعد هلاك من قبل R 8 كما هو مبين في الشكل 6B لاحظ كيف أكبر مكون الطيفي المستعار، في هذا المثال، هو تقريبا 16dB تحت ذروة الفرقة من الفائدة بالطبع مستويات الطاقة المستعارة تعتمد على عرض النطاق الترددي B أصغر B هو، وانخفاض الطاقة المستعارة بعد ديسيماتيون. الشكل 7 1 النظام ، در 8، إنتيربولاتينغ سيك مرشح أطياف المدخلات الطيفية إخراج الصور الطيفية عرض كامل الحجم image. Figure 5B يظهر مرشح سيك تستخدم للاستكمال حيث R رمز يعني إدراج R -1 الأصفار بين كل عينة شن، مما يؤدي إلى ين، في R سي، في هذه المناقشة مرشح سيك، ويعرف الاستيفاء كما أصفار-الإدراج تليها تصفية ويبين الشكل 7A طيف القاعدي التعسفي، مع المكرر الطيفي لها، لإشارة تطبيقها على در 8 إنتيربولاتينغ مرشح سيك من الشكل 5b يبين طيف خرج المرشح s في الشكل 7b كيف أن الترشيح غير الكامل يؤدي إلى ظهور صور طيفية غير مرغوب فيها. بعد الاستكمال الداخلي، تقام الصور غير المرغوب فيها لطيف النطاق القاعدي B-ويدث في المراكز الفارغة الموجودة في مضاعفات عدد صحيح، خارج R إذا كنا نتابع مرشح سيك مع لوباس التقليدية استغلالها تأخير خط مرشح فير، الذي يتضمن وقف الفرقة الفرقة الأولى، يمكن أن يتحقق عالية إلى حد ما رفض صورة. التهيئة 8 3rd ترتيب سيك هدم مرشح هيكل، واستجابة حجم قبل الهلاك عندما در 8 عرض كامل الحجم image. Improving التوهين سيك الطريقة الأكثر شيوعا لتحسين سيك تصفية التنعيم وصورة رفض التوهين هو عن طريق زيادة النظام M من سيك مرشح باستخدام مراحل متعددة ويبين الشكل 8 هيكل واستجابة حجم التردد من 3-M M3 سيك تآكل مرشح. لاحظ زيادة التوهين في s، خارج R في الشكل 8B مقارنة مع مرشح سيك 1ST الترتيب في الشكل 6A لأن M 3 مراحل سيك هي في تتالي، فإن عموما استجابة حجم التردد تكون نتاج ردودهم الفردية أو. سعر ندفع لتحسين التوهين المضادة للاسم المستعار هو اضافات الأجهزة الإضافية وزيادة سيك مرشح باسرباند تدلى عقوبة إضافية من زيادة ترتيب مرشح يأتي من كسب المرشح الذي هو أسي مع النظام لأن المرشحات سيك عموما يجب أن تعمل بدقة كاملة لتبقى مستقرة، وعدد من بت في المضافين هو M لوغ 2 D، وهو ما يعني عقوبة كبيرة كلمة كلمة العرض لارتفاع مرشحات النظام على الرغم من ذلك، وهذا تنفيذ متعدد المراحل هو شائع في الدوائر التجارية المتكاملة، حيث غالبا ما تسمى مرشح سيك M ث النظام M المخلص مرشح. الشكل 9 مرحلة واحدة سيك مرشح إم تكميكات الإفساد للاستكمال الداخلي عرض الصورة بالحجم الكامل. بناء مرشح سيك في مرشحات سيك، يمكن أن يسبق قسم المشط أو يتبع قسم التكامل. إنه من المعقول، مع ذلك، وضع قسم المشط على جانب الفلتر الذي يعمل عند وانخفاض معدل العينة للحد من متطلبات التخزين في التأخير مبادلة مرشحات المشط من الشكل 5 مع نتائج عمليات تغيير معدل في تنفيذ الأكثر شيوعا من المرشحات سيك، كما هو مبين في الشكل 9 لاحظ قسم مشط فلتر ديسيماتيون لديها الآن التأخير التفاضلي بطول التأخير في ندر وهذا لأن التأخر N - sample بعد الإفلات من R يعادل التأخير D - sample قبل الإفلات من قبل R وبالمثل بالنسبة لمرشح الاستكمال الداخلي فإن N - sample التأخير قبل الاستكمال الداخلي بواسطة R يساوي D - عينة تأخير بعد الاستيفاء من قبل R. Those الشكل 9 تكوينات تسفر عن اثنين من الفوائد الرئيسية الأولى، انخفض قسم مشط s تأخير التفاضلي الجديد ل ندر الحد من متطلبات تخزين البيانات الثانية، قسم مشط يعمل الآن على معدل ساعة مخفضة كل من هذه الآثار تقلل من استهلاك الطاقة الأجهزة. التهيئة 10 سيك الاستجابات تصفية هلاك لقيم مختلفة من تأخير التفاضلية N عندما R 8 لعاملين اثنين من إفساد عندما N 2 عرض صورة كاملة الحجم. المشط المقطع التفاضلي للتصميم التفاضلي N يكون عادة 1 أو 2 لنسب معدل العينة العالية كما يستخدم غالبا في المحولات الهابطة. ويحدد N على نحو فعال عدد الفراغات في استجابة التردد لمرشاح التصفية، كما هو مبين في الشكل 10 أ. سمة هامة من مدمرة سيك هو أن شكل استجابة مرشح يتغير قليلا جدا، كما هو مبين في الشكل 10B، كدالة لنسبة إزاحة لقيم R أكبر من حوالي 16، والتغير في شكل مرشح لا يكاد يذكر هذا يسمح نفس مرشح تصفية الهواء لاستخدامها لنظم نسبة المتغير-ديسيماتيون. مرشح سيك يعاني من تجاوز السجل بسبب ردود الفعل وحدة في كل مرحلة التكامل لا تجاوز الفائض سي طالما يتم استيفاء الشرطين التاليين. النطاق من نظام عدد أكبر من أو يساوي القيمة القصوى المتوقعة في الإخراج، ويتم تنفيذ عامل التصفية مع اثنين من s حساب تكميلي غير المشبعة. لأن سيك 1ST النظام المرشح له كسب D نر عند 0 هرتز دس، M المتتالية سيك مرشحات الإهتزاز لديها مكاسب صافية من نر M يجب على كل تكامل إضافية إضافة آخر بت عرض نر للمراحل استيفاء مرشحات سيك لها الأصفار إدراجها بين عينات المدخلات خفض كسبها بعامل من 1 R لحساب العينات الصفرية، وبالتالي فإن الكسب الصافي لمرشاح سيك الاستكمال الداخلي هو نر مر لأن المرشح يجب أن يستخدم الحساب الصحيح، يجب أن تكون عرض الكلمات في كل مرحلة في المرشاح واسعة بما فيه الكفاية لاستيعاب أقصى إشارة كاملة الإدخال - scale مرات الكسب في تلك المرحلة. على الرغم من أن كسب مرشح سيك مث ترتيب سيك هو نر M تكامل الفردية يمكن أن تواجه تجاوز مكاسبها هو لانهائي في دس على هذا النحو، واستخدام اثنين ق مكمل الحساب يحل هذا الوضع تجاوز فقط طالما أن عرض كلمة تكامل يستوعب الفرق الأقصى بين أي اثنين من العينات المتعاقبة وبعبارة أخرى، والفرق يسبب أي أكثر من تجاوز واحد باستخدام اثنين من s شكل ثنائي مكمل، مع الخاصية التفاف وحدات حول، فإن مرشح مشط المتابعة يحسب بشكل صحيح الفرق الصحيح بين اثنين من عينات الانتاج التكامل المتتالية. للاستيفاء، والنمو في حجم الكلمة هو بت واحد لكل مرحلة تصفية المشط ويجب تجنب تجاوز لتكامل تكامل بشكل صحيح لذلك، يجب علينا أن تستوعب عدد قليل من نمو كلمة البيانات في كل مرحلة مشط للاستكمال الداخلي هناك بعض المرونة الصغيرة في التخلص من بعض البتات الأقل أهمية لبس ضمن مراحل مرشح سيك على حساب الضوضاء المضافة عند خرج الفلتر. هذا إزالة لسب هي، ومع ذلك، مسألة معقدة يمكنك معرفة المزيد عن هذه المسألة من خلال قراءة ورقة هوجينور s 1. في حين أن مناقشة السابقة أيون تركز على مرشحات سيك الصلبة السلكية، ويمكن أيضا أن تنفذ هذه المرشحات مع رقائق دسب نقطة ثابتة للبرمجة على الرغم من أن تلك الرقائق لها مسارات البيانات غير مرنة وعرض الكلمة، سيك تصفية يمكن أن تكون مفيدة للتغيرات عالية معدل العينة يمكن أن تستوعب عرض كلمة كبيرة مع إضافات متعددة الكلمات على حساب تعليمات إضافية على الرغم من ذلك، لعوامل تغيير معدل العينة الكبيرة عبء العمل الحسابي لكل عينة الإخراج، في رقائق دسب نقطة ثابتة، قد تكون مرشحات سمالبنساتيون في تطبيقات تصفية الاستقراء النمطية الاستيفاء نريد باسباند مسطحة بشكل معقول وضيقة أداء الترشيح في المنطقة الانتقالية لا يتم توفير هذه الخصائص المرغوبة من قبل المرشحات سيك وحدها، مع مكاسب تمريرها باسوباند والمناطق الانتقالية واسعة نخفف من هذه المشكلة، في الإفساد على سبيل المثال، عن طريق اتباع مرشح سيك مع فلتر فير غير متكافئ التعويض، كما هو الحال في الشكل 1a، لتضييق نطاق عرض النطاق الترددي وتسطيح كسب النطاق الاستجابات مع مرشح من الدرجة الأولى سيك تصفية مع إزاحة 3-ترتيب عرض الصورة بالحجم الكامل. استرداد درجة الحرارة تعويضات s تردد حجم الاستجابة هو مثالي نسخة مقلوب من استجابة سيك مرشح باسباند مماثلة لتلك التي يظهرها منحنى متقطع في الشكل 11a لمرشاح فر بسيط من ثلاث صنابير يكون معامله هو 1 16 و 9 8 و -1 16 مع منحنى منقط يمثل تدفقة التمريرة غير المعوضة لترشيح R 1 سيك من الدرجة الأولى، يمثل المنحنى الصلب الاستجابة المعوضة من المرشحات المتتالية إذا زاد عرض نطاق التمرير أو ترتيب المرشح سيك يصبح التصحيح أكبر، ويتطلب المزيد من التعويضات صنابير فلتر الهواء. ويرد مثال على هذا الوضع في الشكل 11b حيث يمثل المنحنى المنقط تدليلا للنطاق التمريدي للمرشح من الدرجة الثالثة R8 سيك ومنحنى متقطع، يأخذ شكل x سين x 3، هو استجابة من 15-الصنبور تعويض فلتر الهواء وجود معاملات -1، 4، -16، 32، -64، 136، -352، 1312، -352 ، 136، -64، 32، -16، 4، -1 ويعني تصحيح النطاق العريض أيضا إشارات بالقرب من s، 2 موهونة بمرشح سيك، ومن ثم يجب تضخيمها في مرشاح التصحيح، مضيفا الضوضاء على هذا النحو، غالبا ما يقتصر الممارسون على عرض نطاق التمرير لمرشاح فير للتعويضات إلى حوالي 1 4 تواتر أول نول في استجابة سيك-فيلتر. وتمثل المنحنيات المتقطعة في الشكل 11 استجابات حجم التردد لمرشحات معلومات الطيران التعويضية التي لا يحدث فيها تغير في معدل العينة تساوي معدلات مرشحات مدخلات ومخرجات نظام معلومات الطيران ، من معدل خرج مرشاح سيك المدمر إذا تم تصميم مرشح تعويضي لمعلومات الطيران لتوفير إزاحة إضافية من جانب اثنين، فإن استجابة حجم الترددات الخاصة به تبدو مشابهة لتلك الواردة في الشكل 12، حيث s، هي معدل عينة المدخلات لمرشاح التعويض. الشكل 12 استجابة حجم التردد لمرشح فلتر تعويض من الدرجة الثانية حسب الصورة عرض الصورة بالحجم الكامل. تقنيات متقدمة في هذه الحالة، فإن السطر السفلي من مناقشة مرشح سيك لدينا هو مرشح سيك المدمر هو مجرد تنفيذ عكسي فعال جدا لمرشح متوسط ​​الحركة، مع صنابير نر، التي يهلكها ناتج R على نحو مماثل، فإن المرشح سيك الاستيفائي هو إدخال عينات R -1 صفر بين كل عينة إدخال متبوعة بنموذج نر - tp متحرك، متوسط ​​المرشح الذي يعمل على معدل عينة الإخراج s، خارج التنفيذات سلسلة في الشكل 1 تؤدي إلى مجموع أعباء العمل الحسابية أقل بكثير من استخدام فلتر واحد منفردة وحدها لارتفاع عينة معدل التغيير وتدمير الهياكل مرشح سيك الاستيفاء مصممة لتحقيق أقصى قدر من المبلغ من انخفاض معدل العينة المعالجة للحد من استهلاك الطاقة في تطبيقات الأجهزة عالية السرعة مرة أخرى، مرشحات سيك تتطلب أي الضرب الحساب بهم هو إضافة بدقة والطرح بهم بيرفورمان سي يسمح لنا أن نذكر أن، من الناحية الفنية، مرشحات سيك هي العجاف، يعني تصفية آلات. في الختام، وهناك طرق لبناء غير سيك المرشحات التي تخفف من مشكلة نمو كلمة العرض من الفلاتر سيك التقليدية العودية وتناقش تلك المتقدمة أبراج سيك مرشح في كتابي فهم معالجة الإشارات الرقمية، 2E 2.Richard ليونس هو مهندس نظم الاستشارات والمحاضر مع بيسر شركاه في ماونتن فيو، كاليفورنيا هو مؤلف فهم معالجة الإشارات الرقمية 2 E ومحرر مشارك لمجلة معالجة الإشارات إيي حيث أنشأ وتحرير دسب نصائح الخدع العمود يمكنك الوصول إليه at. Hogenauer، يوجين فئة اقتصادية من المرشحات الرقمية للتخليص والاستيفاء والمعاملات إيي على الصوتيات والكلام ومعالجة الإشارات فول أسب-29، ص 155-162، نيسان / أبريل 1981.Lyons، ريتشارد، فهم معالجة الإشارات الرقمية، 2 إد برنتيس قاعة، العليا السرج نهر، نيو جيرسي، 2004، ص 556-561.Account تعطيل. البريد الإلكتروني التحقق المطلوبة. العمل النهائي. شكرا لكم للتسجيل. Create نيو Password. Create نيو Password. Sign in to account Account merge. Resend فيريفاتيون Email. Verification البريد الإلكتروني سينت. إمايل التحقق. تغيير كلمة المرور. الكلمة تشانغد. إنشاء N إو password. Create كلمة مرور جديدة. تحمل المتتالية التكامل-مشط filter. Save إلى مكتبتي اتبع التعليقات. ريتشارد ليونزمارتش 31، 2005.The سيك مرشح غامض سابقا هو الآن حيوية لكثير من المهام الاتصالات اللاسلكية عالية الحجم والمعدات باستخدام مرشحات سيك يمكن أن تقطع والتكاليف، وتحسين الموثوقية، ومساعدة الأداء هنا سا التمهيدي للحصول على انك بدأت. متكامل تكامل مشط مرشحات سيك الرقمية هي تطبيقات فعالة حسابيا من مرشحات لوباس الضيقة وغالبا ما تكون جزءا لا يتجزأ من تطبيقات الأجهزة من الهلاك والاستيفاء في نظم الاتصالات الحديثة أدخلت سيك مرشحات إلى مجتمع معالجة الإشارات، من قبل يوجين هوجينور، منذ أكثر من عقدين من الزمن، ولكن إمكانيات تطبيقها قد نمت في السنوات الأخيرة 1 التحسينات في تكنولوجيا رقاقة، وزيادة استخدام تقنيات تصفية متعدد الأطوار، والتقدم في تطبيقات تحويل دلتا سيغما، و النمو الكبير في الاتصالات اللاسلكية قد أثارت الكثير من الاهتمام ط n سيك المرشحات. في حين أن سلوك وتنفيذ هذه المرشحات إيسن t معقدة، وكانت تغطيتها نادرة في الأدب من الأنظمة المضمنة يحاول هذا المقال إلى زيادة الجسم من الأدب للمهندسين أنظمة جزءا لا يتجزأ من بعد وصف عدد قليل من التطبيقات لفلاتر سيك، وأنا ليرة لبنانية تقديم هيكلها وسلوكها، وتقديم أداء المجال الترددات من المرشحات سيك، ومناقشة العديد من القضايا العملية الهامة في بناء هذه المرشحات. سيك تطبيقات مرشح سيك المرشحات هي مناسبة تماما ل أنتيياسينغ تصفية قبل خفض معدل العينة خفض، كما هو مبين في الشكل 1A ولتصوير مكافحة التصوير لإشارات محرف زيادة معدل العينة كما هو الحال في الشكل 1B وترتبط كل من التطبيقات مع تصفية عالية جدا معدل البيانات، مثل تشكيل التربيع الأجهزة وإزالة التشكيل في النظم اللاسلكية الحديثة ودلتا سيغما م و دا تحويلات. فيغور 1 سيك تصفية التطبيقات. انقر على الصورة للتكبير. لأن ترددها-ماغنيتيود-ريسبون (سيك)، تكون مرشحات سيك عادة إما متبوعة أو مسبوقة بمرشحات فير ذات خط طولي ذات أداء خطي ذات أداء خطي ذات أداء أعلى تكون مهامها تعويضا عن نطاق التمرير غير المسطح من سيك. فوائد قيمة على سبيل المثال، مع الهلاك، يمكنك أن تقلل إلى حد كبير من التعقيد الحسابي لتصفية لوباس الضيقة مقارنة مع إذا كنت تستخدم واحد لوباس محدود النبض استجابة فلتر فير بالإضافة إلى ذلك، يعمل فلتر التصفية على أساس معدل ساعات مخفضة تقليل استهلاك الطاقة في وتطبيقات الأجهزة عالية السرعة. منفعة حاسمة في استخدام مرشحات سيك، وخاصية أن يجعلها شعبية في الأجهزة، هو أنها لا تحتاج إلى الضرب الحسابية اللازمة لتنفيذ هذه المرشحات الرقمية هي الإضافات والطرح بدقة فقط مع أن قال، دعونا s انظر كيف سيك مرشحات تعمل. الاسترداد تشغيل مجموع مرشح المرشحات سيك تنشأ من فكرة عودية تشغيل مجموع المبلغ تر الذي هو في حد ذاته شكل فعال من غير متحرك تتحرك أفيراجر استدعاء معيار D - نقطة تتحرك متوسط ​​العملية في الشكل 2A هناك نرى أن D -1 ملخصات زائد واحد مضاعفة بواسطة 1 D ضرورية لحساب الناتج المتوسط ​​ذ ن. يتم التعبير عن D-بوينت موفينغ-فيلتر فيلتر s في المخرجات في الوقت المناسب. حيث n هو فهرس النطاق الزمني الخاص بنا تعبير z - domain لهذا المتحرك أفيراجر. في حين أن الدالة z zdomain h z نقل هي. أقدم هذه المعادلات لا لجعل الأمور معقدة، ولكن لأنهم إعادة مفيدة المعادلة 1 يخبرنا كيفية بناء المتوسط ​​المتحرك، والمعادلة 3 هو في شكل يستخدم من قبل البرمجيات التجارية لمعالجة الإشارات لنموذج سلوك المجال التردد من أفيراجر تتحرك. الخطوة التالية في رحلتنا نحو فهم سيك المرشحات هو النظر في شكل ما يعادل من متحرك المتوسط، و ريكورسيف تشغيل مجموع مرشح يصور في الشكل 2B هناك نرى أن يتم إضافة عينة إدخال الحالي شن، وأقدم عينة المدخلات شن - D طرح من متوسط ​​الإنتاج السابق ين -1 يطلق عليه التكرار لأنه يحتوي على تغذية مرتدة يتم الاحتفاظ بكل عينة من عينات الفلتر واستخدامها لحساب قيمة المخرجات التالية المعادلة الفاصلة لفرز مجموع التكرار العكسي s هي دالة نقل أز-دومين H z من. نستخدم نفس المتغير H z لوظائف النقل للمرشاح المتحرك المتوسط ​​والمرشح الجري الإجمالي المتكرر لأن وظائف نقلها تساوي بعضها البعض. s صحيح المعادلة 3 هي التعبير غير الخارق والمعادلة 5 هي التعبير العكسي ل D-بوينت أفيراجر الدليل الرياضي على هذا يمكن العثور عليها في كتابي على معالجة الإشارات الرقمية، ولكن قريبا سوف ليرة لبنانية تثبت أن التكافؤ مع مثال 2.Hre لماذا نحن نهتم ريكورسيف تشغيل مجموع مرشحات معيار تتحرك أفيراجر في الشكل 2a يجب أن تؤدي D -1 الإضافات في عينة الإخراج مرشح العداء الجري المتكرر لديه ميزة حلوة أن واحد فقط إضافة وطرح واحد مطلوبة لكل عينة الإخراج، ريجارثلز ثانية من طول التأخير D هذه الكفاءة الحسابية تجعل المرشح الجري التربيعي المتكرر جذابا في العديد من التطبيقات التي تسعى إلى الحد من الضوضاء عبر المتوسط ​​التالي سنرى كيف أن مرشح سيك هو في حد ذاته مرشحا مجموعيا متكررا. هياكل مرشح سيك إذا كنا نكثف وتمثيل خط التأخير وتجاهل 1 D التحجيم في الشكل 2B نحصل على الشكل الكلاسيكي من مرشح سيك 1ST الترتيب، الذي يظهر هيكل شلالة في الشكل 2C ويسمى الجزء فيدفوروارد من مرشح سيك قسم المشط، الذي التفاضلية التأخير D في حين أن قسم التغذية المرتدة يسمى عادة تكامل الطرح مرحلة مشط يطرح عينة المدخلات المتأخرة من عينة الإدخال الحالية، والتكامل هو مجرد تراكم المعادلة سيك مرشح الفرق s. and وظيفة نقل z - domain لها. الشكل 3 استجابات المجال الزمني لمرشح سيك من مرحلة واحدة عند D 5 عرض الصورة بالحجم الكامل. للاطلاع على سبب أهمية فلتر سيك، سنقوم أولا بفحص سلوك المجال الزمني، بالنسبة إلى D 5، الموضح في الشكل 3 إذا تم تطبيق تسلسل الوحدة النبضية، وهي عينة ذات قيمة وحدة متبوعة بالعديد من العينات ذات القيمة الصفرية، على مرحلة المشط، يكون خرج المرحلة s كما هو مبين في الشكل 3 أ الآن، فكر في ما يمكن أن يكون ناتج إذا كانت مدخالتها هي استجابة النبضة في مرحلة التمشيط تبدأ الدافع اإليجابي األولي من مرشاح المشط الناتج من كل التكامل، كما هو الحال في الشكل 3b، وبعد ذلك تكون عينات D في وقت الحق، تصل النبضة السلبية من مرحلة المشط إلى وحدة التكامل إلى صفر أي مزيد من العينات سيك مرشح الإخراج. المسألة الرئيسية هي أن الجمع بين وحدة دفعة النبض من مرشح سيك، ويجري تسلسل مستطيل، مطابق لاستجابات وحدة دفعة من مرشح متحرك المتوسط ​​ومرشح مجموع التوالي العودية تتحرك الأعداد والمرشحات المتراكمة على التوالي، ومرشحات سيك قريبة الأقرب لديهم نفس z - domain القطب صفر المواقع، وردودها حجم التردد لها أشكال متطابقة، واستجابات المرحلة الخاصة بهم متطابقة، ووظائف نقلها تختلف فقط بواسطة عامل مقياس ثابت إذا كنت تفهم سلوك المجال الزمني لمتوسط ​​متحرك، فإنك الآن فهم سلوك المجال الزمني للمرشح سيك في الشكل 2.c الشكل 4 خصائص مرشح سيك مرحلة واحدة عندما D 5 عرض كامل ويظهر حجم التردد واستجابة الطور الخطي لمرشاح سيك D 5 في الشكل 4a حيث يكون التردد s هو معدل العينة المدخلة للإشارة في هز. ويمكننا الحصول على تعبير عن استجابة تردد المرشح سيك بواسطة تقييم المعادلة 7 s H سيك z نقل وظيفة على z-بلان s وحدة الدائرة، عن طريق وضع زيج 2 الغلة. باستخدام هوية يولر s 2 j سين إج-إج يمكننا الكتابة. إذا تجاهلنا عامل المرحلة في المعادلة 9، أن نسبة من شروط الخطيئة يمكن تقريبها من قبل وظيفة شكس الخطيئة وهذا يعني أن الاستجابة سيك حجم استجابة مرشح سيك يساوي تقريبا وظيفة شكس الخطي تركز في 0HZ كما نرى في الشكل 4A هذا هو السبب في مرشحات سيك تسمى أحيانا المرشحات المخلصة. ومصممي مرشح ترغب في رؤية z - pla ن قطب الصفر المؤامرات، لذلك نحن نقدم خصائص z - plane مرشح D 5 سيك في الشكل 4C، حيث ينتج مرشح مشط D زيروس، متباعدة على قدم المساواة حول وحدة الدائرة، وتكامل ينتج قطب واحد إلغاء الصفر في z 1 كل زيرو s مشط، يجري جذر د ث 1، وتقع في زميج 2 م D حيث م 0، 1، 2 D -1، المقابلة لنقص حجم في الشكل 4A. الظروف الخطرة عادة وجود قطب فلتر مباشرة على دائرة وحدة لا تحتاج إلى مشكلة لنا هنا لأنه لا يوجد معامل خطأ تكميم في منطقتنا H سيك z نقل وظيفة سيك معاملات تصفية هي تلك ويمكن أن تكون ممثلة بدقة مثالية مع ثابت تنسيقات نقطة نقطة على الرغم من العودية، لحسن الحظ سيك filters are guaranteed stable, linear-phase shown in Figure 4b, and have finite-length impulse responses At 0Hz DC the gain of a CIC filter is equal to the comb filter delay D This fact, whose derivation is available, will be important to us when we actually implement a CIC filter in hardware 2.Figure 5 Single-stage CIC filters used in decimation and interpolation View full-sized image. Again, CIC filters are primarily used for antialiasing filtering prior to decimation and for anti-imaging filtering for interpolated signals With those notions in mind we swap the order of Figure 2c s comb and integrator we re permitted to do so because those operations are linear and include decimation by a sample rate change factor R in Figure 5a You may wish to prove that the unit-impulse response of the integrator comb combination, prior to the sample rate change, in Figure 5a is equal to that in Figure 3c In most CIC filter applications the rate change R is equal to the comb s differential delay D but we ll keep them as separate design parameters for now. Figure 6 Magnitude response of a 1st-order, D 8, decimating CIC filter before decimation aliasiing after R 8 decimation View full-sized image. The decimation operation R means discard all but every R th sample, resulti ng in an output sample rate of s, out s, in R To investigate a CIC filter s frequency-domain behavior in more detail, Figure 6a shows the frequency magnitude response of a D 8 CIC filter prior to decimation The spectral band, of width B centered at 0Hz is the desired passband of the filter A key aspect of CIC filters is the spectral folding that takes place due to decimation. Those B - width shaded spectral bands centered about multiples of s, in R in Figure 6a will alias directly into our desired passband after decimation by R 8 as shown in Figure 6b Notice how the largest aliased spectral component, in this example, is roughly 16dB below the peak of the band of interest Of course the aliased power levels depend on the bandwidth B the smaller B is, the lower the aliased energy after decimation. Figure 7 1st-order, D R 8, interpolating CIC filter spectra input spectrum output spectral images View full-sized image. Figure 5b shows a CIC filter used for interpolation where the R symbol means insert R -1 zeros between each x n sample, yielding a y n output sample rate of s, out R s, in In this CIC filter discussion, interpolation is defined as zeros-insertion followed by filtering Figure 7a shows an arbitrary baseband spectrum, with its spectral replications, of a signal applied to the D R 8 interpolating CIC filter of Figure 5b The filter s output spectrum in Figure 7b shows how imperfect filtering gives rise to the undesired spectral images. After interpolation, unwanted images of the B - width baseband spectrum reside at the null centers, located at integer multiples of s, out R If we follow the CIC filter with a traditional lowpass tapped delay-line FIR filter, whose stopband includes the first image band, fairly high image rejection can be achieved. Figure 8 3rd-order CIC decimation filter structure, and magnitude response before decimation when D R 8 View full-sized image. Improving CIC attenuation The most common method to improve CIC filter anti-aliasing and ima ge-reject attenuation is by increasing the order M of the CIC filter using multiple stages Figure 8 shows the structure and frequency magnitude response of a 3rd-order M 3 CIC decimating filter. Notice the increased attenuation at s, out R in Figure 8b compared with the 1st-order CIC filter in Figure 6a Because the M 3 CIC stages are in cascade, the overall frequency magnitude response will be the product of their individual responses or. The price we pay for improved anti-alias attenuation is additional hardware adders and increased CIC filter passband droop An additional penalty of increased filter order comes from the gain of the filter, which is exponential with the order Because CIC filters generally must work with full precision to remain stable, the number of bits in the adders is M log 2 D , which means a large data word-width penalty for higher order filters Even so, this multistage implementation is common in commercial integrated circuits, where an M th-order CIC filter is of ten called a sinc M filter. Figure 9 Single-stage CIC filter implementations for decimation for interpolation View full-sized image. Building a CIC filter In CIC filters, the comb section can precede, or follow, the integrator section It s sensible, however, to put the comb section on the side of the filter operating at the lower sample rate to reduce the storage requirements in the delay Swapping the comb filters from Figure 5 with the rate-change operations results in the most common implementation of CIC filters, as shown in Figure 9 Notice the decimation filter s comb section now has a delay length differential delay of N D R That s because an N - sample delay after decimation by R is equivalent to a D - sample delay before decimation by R Likewise for the interpolation filter an N - sample delay before interpolation by R is equivalent to a D - sample delay after interpolation by R. Those Figure 9 configurations yield two major benefits first, the comb section s new differential delay is decreased to N D R reducing data storage requirements second, the comb section now operates at a reduced clock rate Both of these effects reduce hardware power consumption. Figure 10 CIC decimation filter responses for various values of differential delay N when R 8 for two decimation factors when N 2 View full-sized image. The comb section s differential delay design parameter N is typically 1 or 2 for high sample-rate ratios as is often used in up down-converters N effectively sets the number of nulls in the frequency response of a decimation filter, as shown in Figure 10a. An important characteristic of a CIC decimator is that the shape of the filter response changes very little, as shown in Figure 10b, as a function of the decimation ratio For values of R larger than roughly 16, the change in the filter shape is negligible This allows the same compensation FIR filter to be used for variable-decimation ratio systems. The CIC filter suffers from register overflow because of the unity fee dback at each integrator stage The overflow is of no consequence as long as the following two conditions are met. the range of the number system is greater than or equal to the maximum value expected at the output, and. the filter is implemented with two s complement nonsaturating arithmetic. Because a 1st-order CIC filter has a gain of D NR at 0Hz DC , M cascaded CIC decimation filters have a net gain of NR M Each additional integrator must add another NR bits width for stages Interpolating CIC filters have zeros inserted between input samples reducing its gain by a factor of 1 R to account for the zero-valued samples, so the net gain of an interpolating CIC filter is NR M R Because the filter must use integer arithmetic, the word widths at each stage in the filter must be wide enough to accommodate the maximum signal full-scale input times the gain at that stage. Although the gain of an Mth-order CIC decimation filter is NR M individual integrators can experience overflow Their gain is i nfinite at DC As such, the use of two s complement arithmetic resolves this overflow situation just so long as the integrator word width accommodates the maximum difference between any two successive samples in other words, the difference causes no more than a single overflow Using the two s complement binary format, with its modular wrap-around property, the follow-on comb filter will properly compute the correct difference between two successive integrator output samples. For interpolation, the growth in word size is one bit per comb filter stage and overflow must be avoided for the integrators to accumulate properly So, we must accommodate an extra bit of data word growth in each comb stage for interpolation There is some small flexibility in discarding some of the least significant bits LSBs within the stages of a CIC filter, at the expense of added noise at the filter s output The specific effects of this LSB removal are, however, a complicated issue you can learn more about the is sue by reading Hogenauer s paper 1.While the preceding discussion focused on hard-wired CIC filters, these filters can also be implemented with programmable fixed-point DSP chips Although those chips have inflexible data paths and word widths, CIC filtering can be advantageous for high sample-rate changes Large word widths can be accommodated with multiword additions at the expense of extra instructions Even so, for large sample-rate change factors the computational workload per output sample, in fixed-point DSP chips, may be smallpensation filters In typical decimation interpolation filtering applications we want reasonably flat passband and narrow transition-region filter performance These desirable properties are not provided by CIC filters alone, with their drooping passband gains and wide transition regions We alleviate this problem, in decimation for example, by following the CIC filter with a compensation nonrecursive FIR filter, as in Figure 1a, to narrow the output bandwidth a nd flatten the passband gain. Figure 11 Compensation FIR filter responses with a 1st-order decimation CIC filter with a 3rd-order decimation View full-sized image. The compensation FIR filter s frequency magnitude response is ideally an inverted version of the CIC filter passband response similar to that shown by the dashed curve in Figure 11a for a simple three-tap FIR filter whose coefficients are -1 16, 9 8, -1 16 With the dotted curve representing the uncompensated passband droop of a 1st-order R 8 CIC filter, the solid curve represents the compensated response of the cascaded filters If either the passband bandwidth or CIC filter order increases the correction becomes greater, requiring more compensation FIR filter taps An example of this situation is shown in Figure 11b where the dotted curve represents the passband droop of a 3rd-order R 8 CIC filter and the dashed curve, taking the form of x sin x 3, is the response of a 15-tap compensation FIR filter having the coefficients -1, 4, -16, 32, -64, 136, -352, 1312, -352, 136, -64, 32, -16, 4, -1.A wideband correction also means signals near s, out 2 are attenuated with the CIC filter and then must be amplified in the correction filter, adding noise As such, practitioners often limit the passband width of the compensation FIR filter to roughly 1 4 the frequency of the first null in the CIC-filter response. Those dashed curves in Figure 11 represent the frequency magnitude responses of compensating FIR filters within which no sample-rate change takes place The FIR filters input and output sample rates are equal to the s, out output rate of the decimating CIC filter If a compensating FIR filter were designed to provide an additional decimation by two, its frequency magnitude response would look similar to that in Figure 12, where s, in is the compensation filter s input sample rate. Figure 12 Frequency magnitude response of a decimate-by-2 compensation FIR filter View full-sized image. Advanced techniques Here s the bottom line of our CIC-filter discussion a decimating CIC filter is merely a very efficient recursive implementation of a moving-average filter, with NR taps, whose output is decimated by R Likewise, the interpolating CIC filter is insertion of R -1 zero samples between each input sample followed by an NR - tap moving-average filter running at the output sample rate s, out The cascade implementations in Figure 1 result in total computational workloads far less than using a single FIR filter alone for high sample-rate-change decimation and interpolation CIC filter structures are designed to maximize the amount of low-sample-rate processing to minimize power consumption in high-speed hardware applications Again, CIC filters require no multiplication their arithmetic is strictly addition and subtraction Their performance allows us to state that, technically speaking, CIC filters are lean, mean filtering machines. In closing, there are ways to build nonrecursive CIC filters that ease the wo rd-width growth problem of the traditional recursive CIC filters Those advanced CIC filter architectures are discussed in my book Understanding Digital Signal Processing, 2E 2.Richard Lyons is a consulting systems engineer and lecturer with Besser Associates in Mountain View, Ca He is the author of Understanding Digital Signal Processing 2 E and an associate editor for the IEEE Signal Processing Magazine where he created and edits the DSP Tips Tricks column You can reach him at. Hogenauer, Eugene An Economical Class of Digital Filters For Decimation and Interpolation, IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing Vol ASSP-29, pp 155-162, April 1981.Lyons, Richard, Understanding Digital Signal Processing, 2nd Ed Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 2004, pp 556-561.