24-Μαρ-2009 ΗΜΥ Φίλτρα απόκρισης πεπερασμένου παλμού (FIR)

Σχετικά έγγραφα
20-Μαρ-2009 ΗΜΥ Φίλτρα απόκρισης πεπερασμένου παλμού (FIR)

27-Ιαν-2009 ΗΜΥ (ι) Βασική στατιστική (ιι) Μετατροπές: αναλογικό-σεψηφιακό και ψηφιακό-σε-αναλογικό

20-Μαρ-2009 ΗΜΥ 429. Προηγμένες τεχνικές DSP

10-Μαρτ-2009 ΗΜΥ Παραθύρωση Ψηφιακά φίλτρα

17-Φεβ-2009 ΗΜΥ Ιδιότητες Συνέλιξης Συσχέτιση

3-Απρ-2009 ΗΜΥ Φίλτρα απόκρισης άπειρου παλμού (IIR)

27/4/2009. Για την υλοποίηση τέτοιων αλγορίθμων επεξεργασίας απαιτείται η χρήση μνήμης. T η περίοδος δειγματοληψίας. Επίκ. Καθηγητής.

6-Μαρτ-2009 ΗΜΥ Μετασχηματισμός z

HMY 429: Εισαγωγή στην Επεξεργασία Ψηφιακών

stopband Passband stopband H L H ( e h L (n) = 1 π = 1 h L (n) = sin ω cn

Α. Αιτιολογήστε αν είναι γραμμικά ή όχι και χρονικά αμετάβλητα ή όχι.

HMY 429: Εισαγωγή στην Επεξεργασία Ψηφιακών

3-Μαρτ-2009 ΗΜΥ Γρήγορος Μετασχηματισμός Fourier Εφαρμογές

HMY 429: Εισαγωγή στην Επεξεργασία Ψηφιακών

20-Ιαν-2009 ΗΜΥ Εισαγωγή στην Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

Συστήµατα τα οποία χαρακτηρίζονται από γραµµικές εξισώσεις διαφορών µε σταθερούς συντελεστές

27-Ιαν-2009 ΗΜΥ (ι) Βασική στατιστική (ιι) Μετατροπές: αναλογικό-σεψηφιακό και ψηφιακό-σε-αναλογικό

Διάλεξη 10. Σχεδιασμός Φίλτρων. Κεφ Φίλτρο Διαφοροποιεί το φάσμα ενός σήματος Π.χ. αφήνει να περάσουν ή σταματά κάποιες συχνότητες

Αρχιτεκτονική Μνήμης

Ήχος. Τεχνολογία Πολυμέσων και Πολυμεσικές Επικοινωνίες 04-1

Τεχνολογία Πολυμέσων. Ενότητα # 4: Ήχος Διδάσκων: Γεώργιος Ξυλωμένος Τμήμα: Πληροφορικής

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα ΣΗΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Ενότητα : ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΔΙΑΚΡΙΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

ΛΥΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗΣ ΠΕΡΙΟ ΟΥ ΙΟΥΝΙΟΥ 2004., η οποία όµως µπορεί να γραφεί µε την παρακάτω µορφή: 1 e

Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία

Αναλογικά φίλτρα. Για να επιτύχουµε µια επιθυµητή απόκριση χρειαζόµαστε σηµαντικά λιγότερους συντελεστές γιαένα IIR φίλτροσεσχέσηµετοαντίστοιχο FIR.

Ψηφιακά Φίλτρα. Αναλογικά και ψηφιακά φίλτρα 20/5/ /5/2005 2

13-Φεβ-2009 ΗΜΥ Γραμμικά συστήματα και Συνέλιξη

Εισαγωγή στην Επεξεργασία Σήματος. Νόκας Γιώργος

ΘΕΩΡΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ. Χώρος Κατάστασης Μοντέλα Πεπερασµένων Διαφορών & Παραγώγων

Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

x[n] = e u[n 1] 4 x[n] = u[n 1] 4 X(z) = z 1 H(z) = (1 0.5z 1 )(1 + 4z 2 ) z 2 (βʹ) H(z) = H min (z)h lin (z) 4 z 1 1 z 1 (z 1 4 )(z 1) (1)

Αρχιτεκτονική Μνήµης

15/3/2009. Ένα ψηφιακό σήμα είναι η κβαντισμένη εκδοχή ενός σήματος διάκριτου. χρόνου. Φλώρος Ανδρέας Επίκ. Καθηγητής

Εισαγωγή στα Συστήματα Ψηφιακής Επεξεργασίας Σήματος

ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΓΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ

HMY 429: Εισαγωγή στην Επεξεργασία Ψηφιακών. στο χώρο της συχνότητας

Συστήµατα τα οποία χαρακτηρίζονται από γραµµικές εξισώσεις διαφορών µε σταθερούς συντελεστές

Ολοκληρωµένο Περιβάλλον Σχεδιασµού Και Επίδειξης Φίλτρων

Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα Ι

Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

Pipelining και Παράλληλη Επεξεργασία

Συστήµατα τα οποία χαρακτηρίζονται από γραµµικές εξισώσεις διαφορών µε σταθερούς συντελεστές

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών - Μηχανικών Υπολογιστών. ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Νεκτάριος Κοζύρης ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΕΣ ΠΡΑΞΕΙΣ

ΑΝΑΠΤΥΓΜΑ ΣΕ ΣΕΙΡΑ FOURIER - ΣΕΙΡΑ FOURIER

Ανάλυση ΓΧΑ Συστημάτων

Αρχές κωδικοποίησης. Τεχνολογία Πολυμέσων και Πολυμεσικές Επικοινωνίες 08-1

Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες. Δομή της παρουσίασης

Εισαγωγή στους Η/Υ. Γιώργος Δημητρίου. Μάθημα 11 ο και 12 ο

Ψηφιακός Έλεγχος. 7 η διάλεξη Υλοποίηση Ψηφιακών Φίλτρων. Ψηφιακός Έλεγχος 1

Αναλογικά & Ψηφιακά Κυκλώματα ιαφάνειες Μαθήματος ρ. Μηχ. Μαραβελάκης Εμ.

20-Φεβ-2009 ΗΜΥ Διακριτός Μετασχηματισμός Fourier

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Δρ. Π. Ασβεστάς Εργαστήριο Επεξεργασίας Ιατρικού Σήματος & Εικόνας Τμήμα Τεχνολογίας Ιατρικών Οργάνων

Αρχές Τηλεπικοινωνιών

Συμπίεση Δεδομένων

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ HARDWARE ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία ιάλεξη 18

ΘΕΜΑ Α Α1. Αν και είναι δύο συμπληρωματικά ενδεχόμενα ενός δειγματικού χώρου να αποδείξετε ότι για τις πιθανότητές τους ισχύει: ( ) 1 ( ).

Τεχνολογικό Eκπαιδευτικό Ίδρυμα Kρήτης TMHMA MHXANOΛOΓIAΣ. Δρ. Φασουλάς Γιάννης

Τεχνολογία Πολυμέσων. Ενότητα # 8: Αρχές κωδικοποίησης Διδάσκων: Γεώργιος Ξυλωμένος Τμήμα: Πληροφορικής

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ - ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΕΣ ΠΡΑΞΕΙΣ

Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

Actual Chip Specification

Κινητά Δίκτυα Επικοινωνιών. Συμπληρωματικό υλικό. Προσαρμοστική Ισοστάθμιση Καναλιού

Εξεταστική Ιανουαρίου 2007 Μάθηµα: «Σήµατα και Συστήµατα»

HMY 429: Εισαγωγή στην Επεξεργασία Ψηφιακών Σημάτων. Διάλεξη 22: Γρήγορος Μετασχηματισμός Fourier Ανάλυση σημάτων/συστημάτων με το ΔΜΦ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 4 ΠΑΛΜΟΚΩΔΙΚΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ - PCM (ΜΕΡΟΣ Α)

Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

ΣΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Εισαγωγή στα Σήµατα Εισαγωγή στα Συστήµατα Ανάπτυγµα - Μετασχηµατισµός Fourier Μετασχηµατισµός Z

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ

ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Γ ΕΠΑΛ 14 / 04 / 2019

Ευρυζωνικά δίκτυα (2) Αγγελική Αλεξίου

Ψηφιακός Έλεγχος. 12 η διάλεξη Ψηφιακός έλεγχος τεχνητού χεριού. Ψηφιακός Έλεγχος 1

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ MATLAB... 13

Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών

Γραμμικά Χρονικά Αμετάβλητα Συστήματα. Ψ.Ε.Σ.Ε. Σ. Θεοδωρίδης 1

ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ ΑΣΚΗΣΗ 5

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Υλικό και Λογισμικό Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Δομή, Οργάνωση και Λειτουργία Υπολογιστών 6

Αφαίρεση του Φαινομένου του Μικροφωνισμού σε Ακουστικά Βαρηκοΐας

EΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΨΗΦΙΑΚΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΗΜΑΤΩΝ. Γραµµική Εκτίµηση Τυχαίων Σηµάτων

ΠΛΗ21 Κεφάλαιο 1. ΠΛΗ21 Ψηφιακά Συστήματα: Τόμος Α Κεφάλαιο: 1 Εισαγωγή

Ήχος και φωνή. Τεχνολογία Πολυµέσων 04-1

Αντίστροφος Μετασχηματισμός Ζ. Υλοποίηση συστημάτων Διακριτού Χρόνου. Σχεδίαση φίλτρων

Κυκλώματα, Σήματα και Συστήματα

Δυαδικό Σύστημα Αρίθμησης

Αναλογικά φίλτρα. Τα IIR φίλτρα μπορούν εύκολα να σχεδιασθούν αρχίζοντας από ένα αναλογικό φίλτρο και

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ & ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

FFT. Θα επικεντρωθούμε στο ΔΜΦ αλλά όλα ισχύουν και για τον

Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

Αριθμητικές Μέθοδοι σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον

Συστήµατα και Αλγόριθµοι Πολυµέσων

Σχεδιασμός Φίλτρων. Κυριακίδης Ιωάννης 2011

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 7: Μετασχηματισμός Fourier. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Α. ΣΚΟΔΡΑΣ ΨΗΦΙΑΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΔΙΑΛΕΞΗ 6 ΔΙΑΦΑΝΕΙΑ 1

ε. Ένα κύκλωμα το οποίο παράγει τετραγωνικούς παλμούς και απαιτείται εξωτερική διέγερση ονομάζεται ασταθής πολυδονητής Λ

Περιεχόμενα. Πρώτο Κεφάλαιο. Εισαγωγή στα Ψηφιακά Συστήματα. Δεύτερο Κεφάλαιο. Αριθμητικά Συστήματα Κώδικες

7 η διάλεξη Ακολουθιακά Κυκλώματα

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 9: Μελέτη ΓΧΑ Συστημάτων με τον Μετασχηματισμό Fourier. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Τμήμα Λογιστικής. Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές. Μάθημα 8. 1 Στέργιος Παλαμάς

ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΡΑΓΚΙΑΟΥΡΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ

Transcript:

4-Μαρ-009 ΗΜΥ 49 5. Φίλτρα απόκρισης πεπερασμένου παλμού FIR

5. FIR Φίλτρα Ειδικά θέματα σχεδιασμού FIR: Half-bad FIR 4-Μαρ-009 Σχεδόν οι μισοί συντελεστές 0 μείωση υπολογιστικού κόστους κατά. Ιδιαίτερα χρήσιμα για εφαρμογές αλλαγής συχνότητας δειγματοληψίας αγνοούμε κάθε δεύτερο δείγμα Χαρακτηριστικά: δ p δ s δ f s F s /-f p F s : συχνότητα δειγματοληψίας, f s : συχνότητα άκρου ΖΑ, f p : συχνότητα άκρου ΖΔ Απόκριση συχνότητας συμμετρική γύρω από το F s /4: Fs H 4 Fs f H f 4 Επίσης: Fs H f 0.5 για f 4 Κρουστική απόκριση Ν μονό: 0, 0,,..., / 4 0.5, / ΥπολογισμόςσυντελεστώνμετουςίδιουςτρόπουςγιαFIR φίλτρα.

5. FIR Φίλτρα Ειδικά θέματα σχεδιασμού FIR: Αλλαγή συχνότητας 4-Μαρ-009 Μερικές εφαρμογές μπορεί να χρειαστούν αλλαγή φίλτρου σε πραγματικό χρόνο από χαμηλοπερατό σε ψηλοπερατό: ψπ Aπόκριση συχνότητας ενός ΨΠ φίλτρου είναι ίδια με αυτήν ενός ΧΠ φίλτρου μετατοπισμένη κατά μισό της συχνότητας δειγματοληψίας. Άρα, απόκριση συχνότητας ΨΠ φίλτρου μπορεί να υπολογιστεί από την απόκριση συχνότητας ΧΠ φίλτρου αντικαθιστώντας f με F s /: χπ H f Fs H f ψπ χπ 3

5. FIR Φίλτρα 4-Μαρ-009 Απεικόνιση FIR φίλτρων Μοντέλο γραμμής καθυστέρησης trasversal ή tapped delay: y m 0 m x m όπου y: έξοδος φίλτρου, x: είσοδος φίλτρου x x - - - x x[ ] 0 y - : καταχωρητής ολίσθησης ή τοποθεσίες μνήμης σε RAM 4

4-Μαρ-009 5 5. FIR Φίλτρα Δομή γραμμικής φάσης: εκμεταλλεύεται τη συμμετρία των συντελεστών κρουστικής απόκρισης των FIR φίλτρων με γραμμική φάση για μείωση υπολογιστικής πολυπλοκότητας. [ ] [ ] ζυγό, μονό, / 0 / / 0 H H Οι αντίστοιχες εξισώσεις διαφοράς: { } { } / 0 / 0 ] [ ] / [ ] / [ [ x x y x x x y Υπολογιστικά πιο αποτελεσματική. Πιο πολύπλοκο idexig.

5. FIR Φίλτρα 4-Μαρ-009 Π.χ. FIR φίλτρο με γραμμική φάση και Ν7: 06-0.03 5 0.038 4 0.048 3-0.048 x - - - - - - 0 3 Σ y 6

5. FIR Φίλτρα Ανάλυση επίδρασης πεπερασμένης ακρίβειας του αριθμού bits Πεπερασμένος αριθμός bits υποβάθμιση απόδοσης Προβλήματα: ADC θόρυβος κβαντοποίησης αποτέλεσμα μετατροπής αναλογικού σήματος σε ψηφιακό. Μείωση λόγου σήματος-προςθόρυβο SR. Λύση: χρησιμοποίηση επιπρόσθετων bits και/ή πολυρυθμική μέθοδος. Λάθος κβαντοποίησης συντελεστών φίλτρου αποτέλεσμα απεικόνισης συντελεστών με πεπερασμένο αριθμό bits. Αλλάζει την επιθυμητή απόκριση συχνότητας, π.χ. στη ΖΑ θέτει όριο στη μέγιστη εξασθένιση. Λύση: χρησιμοποίηση περισσότερων bits ωστόσο, μέθοδοι βελτιστοποίησης επιτρέπουν επιλογή συντελεστών για μείωση λάθους κβαντοποίησης Στρογγυλοποίηση λόγω κβαντοποίησης αριθμητικών πράξεων αποτέλεσμα, π.χ. μη χρησιμοποίηση bits χαμηλής τάξεως στην αποθήκευση αποτελέσματος πολλαπλασιασμού. Μείωση SR. Λύση: στρογγυλοποίηση μετά από double-legt summig of products. 4-Μαρ-009 7

5. FIR Φίλτρα 4-Μαρ-009 Αριθμητική υπερροή όταν υπερβούμε την επιτρεπτή ακρίβεια του συστήματος. Το δείγμα εξόδου είναι λανθασμένο συνήθως αλλαγή προσήμου. Λύση: διαίρεση συντελεστών φίλτρου με κάποιο αριθμό έτσι ώστε η έξοδος να μην υπερβαίνει ποτέ την επιτρεπτή ακρίβεια με κόστος μείωσης SR. Λάθος κβαντοποίησης συντελεστών φίλτρου: συντελεστές που υπολογίζονται, π.χ. με παράθυρο ή optimal, είναι αρκετά ακριβείς. Αλλά υλοποίηση σε επεξεργαστή με περιορισμένη ακρίβεια π.χ. 6 bits εισαγωγή λάθους που απομακρύνει την απόκριση συχνότητας του φίλτρου από την επιθυμητή προσδιορισμοί δεν τηρούνται 8

5. FIR Φίλτρα 4-Μαρ-009 Για συγκεκριμένο πρόβλημα σχεδιασμού φίλτρου μπορεί να προσδιορισθεί ο κατάλληλος αριθμός bits μέσω υπολογισμού της απόκρισης συχνότητας για διαφορετική ακρίβεια προσδιορισμός του ελάχιστου αριθμού bits. q e, 0,,..., όπου q : κβαντοποιημένοι συντελεστές, e: λάθος κβαντοποίησης συντελεστών. Στο πεδίο συχνότητας: H q ω H ω E ω όπου E ω m 0 e m e jωm 9

5. FIR Φίλτρα 4-Μαρ-009 Στόχος σχεδιαστή: περιορισμός μεγέθους του Εω έτσι ώστε η απόκριση συχνότητας του φίλτρου να τηρεί τους προσδιορισμούς. Κοινά όρια υποθέτουμε στρογγυλοποίηση: E ω B - Απόλυτο μέγιστο όριο E ω B / 3 / - Στατιστικό όριο E ω B [ log / 3] / e - Στατιστικό όριο Β: αριθμός bits, Ν: μέγεθος φίλτρου. Στατιστικά όρια: μπορεί να δώσουν πιο ακριβή υπολογισμό, και υποθέτουν ότι e uiformly distributed και κεντραρισμένα. 0

5. FIR Φίλτρα 4-Μαρ-009 Υλοποίηση φίλτρου Λογισμικό και/ή υλισμικό υλοποίησης επιλεγμένης μορφής φίλτρου. Για υλοποίηση χρειάζονται τα βασικά στοιχεία: Μνήμη RAM αποθήκευση παρόντων και προηγούμενων δειγμάτων, x και x- Μνήμη ROM αποθήκευση συντελεστών φίλτρου Πολλαπλασιαστής λογισμικό ή υλισμικό Adders ή aritmetic logic uit Λειτουργία σε πραγματικό χρόνο υλισμικό, δηλ. ψηφιακοί επεξεργαστές. Αυξημένη ταχύτητα επεξεργασίας, αλλά μειωμένη flexibility. Stadard μικροεπεξεργαστές π.χ. Motorola 68000 Επεξεργαστές ΨΕΣ π.χ. Texas Istrumets TMS30 Buildig blocs υλισμικό και υλοποίηση σε VLSI Υλισμικό για συγκεκριμένη επεξεργασία π.χ. Motorola DSP5600

4-Μαρ-009 Επόμενη διάλεξη: 6. Φίλτρα απόκρισης άπειρου παλμού IIR