نقل متوسط المرشح الخطي

مقدمة إلى مرشحات الخطية يعطي هذا القسم لمحة عامة عن استخدام وظائف تصفية (الخطية) في داتابلور ريج وتصميم المرشح الخطي بشكل عام. وكثيرا ما تنشأ مهمة التصفية في سياق يتعين فيه إجراء تغييرات تعتمد على التردد لإشارة. ويمكن استخدام الفلاتر للتصفية، أي استخراج المعلومات عن كمية من الفائدة في الوقت t من خلال مراقبة العينات السابقة حتى t (التصفية السببية). تمهيد، وتستخدم كوسيلة للحد من الضوضاء، حيث أيضا عينات السابقة يمكن استخدامها لتغيير العينة الحالية. التنبؤ، أي تقدير كمية معينة تحدث في المستقبل من عدد من العينات السابقة. ويتحقق النوع الأكثر شيوعا، أبسط وأسرع من التصفية عن طريق المرشحات الخطية. ويمكن التعبير عن الترشيح الخطي للإشارة كالتفاف إشارة الدخل x (n) باستجابة النبضة h (n) للمرشاح المعطى، أي خرج المرشاح الناشئ عن مدخلات دراك مثالية. تحويل فورييه h (n) يعطي استجابة كبيرة من المرشح. ويعطى الشكل العام للمرشاح الخطي المنفصل بمعادلة الفرق حيث x هي إشارة الدخل، y هي إشارة خرج المرشاح وهي معاملات الفلتر. ماكس (M، N) هو ترتيب الفلتر الذي لا يقل عن 1. وإذا كان N 0 فإن النبضة ريسونس h (n) للمرشاح تتكون من عدد محدود من العينات غير المتكافئة إلى الصفر ويكون الفلتر ما يسمى باستجابة النبضات المحددة (N 0 غ)، تكون الاستجابة النبضية (نظريا) لانهائية، والفلتر هو مرشح للاستجابة النبضية اللانهائية (إير). وفي سياق العمليات العشوائية التي تمت تصفيتها، يشار إلى مرشحات معلومات الطيران أيضا باسم مرشحات المتوسط ​​المتحرك (ما)، وتسمى مرشحات إير أيضا مرشحات المتوسط ​​المتحرك التلقائي (أر) أو مرشحات الحركة المتحركة المتتالية (أرما)، اعتمادا على ما إذا كانت محض ريسورسيف (M 0) أو يكون لها جزء غير سوري (M غ 0)، على التوالي. تصميم الفلتر يعتمد نوع المرشح الذي سيتم تصميمه وتطبيقه لغرض معين في كثير من الأحيان على الشروط التي يجب أن تفي بها وظيفة النقل. ويمكن أن تكون هذه الظروف مثلا. تشمل مرحلة خطية (أي تأخير مستمر) أو توهين معين للنطاق الترددي أو شكل حجم تعسفي أو ترتيب مرشح أدنى. مرشحات نطاقات التردد من أكثر النهج البسيطة والمريحة لتغيير الخصائص الطيفية لإشارة عن طريق التصفية هو تطبيق مرشاح نطاق التردد، أي تنفيذ عملية الالتفاف كتضاعف لوظيفة النقل H وتحويل فورييه X من إشارة الدخل x في مجال الترددات وفقا للمكان الذي تشير فيه الأحرف الكبيرة إلى تحويلات فورييه للإشارات المعنية. وتوفر التصفية في مجال التردد أداء متفوقا بالمقارنة مع تقنيات التصميم الأخرى للمرشح الموصوفة أدناه، ولكن لا يمكن تطبيقها إلا على الخط، أي مع إمكانية الوصول إلى الإشارة الكاملة بالفعل. مرشحات الاستجابة اللانهائية (إير) مرشحات تصميم مرشحات إير الرقمية يمكن أن يتم على غرار التصميم التماثلي التناظرية الكلاسيكية (النماذج النمطية التناظرية) بما في ذلك الطرق التقليدية مثل مرشحات بوترورث، تشيبيشيف، أو بيضاوي الشكل (أو كاور). مرشحات إير عموما لديها استجابة المرحلة غير الخطية عالية، ولكن تلبية مواصفات استجابة حجم مع ترتيب مرشح أقل بكثير من مرشحات فير. مرشحات منخفضة الترتيب هي الأكثر كفاءة من حيث وقت المعالجة وسهلة ل بارامتريز. ويبين الشكل الوارد أدناه نموذجا يستخدم في تحديد مرشاح لووباس نموذجي في مجال التردد. ويمكن أن تستمد من تصميم هذا النموذج هيباس، ممر الموجة ونطاق التردد مرشحات إير. الشكل 3.1: قالب تصميم مرشح إير هو عرض الانتقال. ويشار إليها على أنها تموج باسباند وهو التوهين لنطاق التوقف من مرشح إير ليتم تصميمها. تتوفر حاليا أنواع مرشح إير على أساس النماذج التناظرية في داتابلور ريج هي بوترورث. هذا النوع من المرشح لديه استجابة رتيبة الحجم الذي هو مسطح إلى أقصى حد في نطاق التمرير. تردد قطع هو في (أو -3dB) استجابة حجم الأولي. ويبين الشكل أدناه استجابة حجم مرشاح بوترورث لأوامر المرشح المختلفة N. الشكل 3.2: بوترورث استجابة حجم مرشح تشيبيشيف. وهذا النوع من المرشحات يكون متساويا (أي مع التموجات ذات الارتفاع المتساوي) في نطاق التمرير مع استجابة حجم التوقف التي تكون مساوية إلى أقصى حد. فإنه يقلل من الفرق بين مثالية واستجابة التردد الفعلي. تردد قطع وفقا لقالب تصميم مرشح أظهرت من قبل. ويبين الشكل الوارد أدناه الاستجابة الضخمة لمرشح شيبيشيف. الشكل 3.3: استجابة حجم المرشاح من الشبيشيف إليبتيك (كاور): هذا النوع من المرشاح يكون متساويا (انظر أعلاه) سواء في النطاق التمرير أو في النطاق النقطي ولكنه يحقق أصغر عرض انتقالي بأدنى ترتيب لأي من أنواع المرشحات الموصوفة أعلاه. تردد قطع وفقا لقالب تصميم مرشح أظهرت من قبل. ويبين الشكل الوارد أدناه استجابة حجم مرشاح إهليلجي. الشكل 3-4: استجابة حجم المرشاح البيضاوي مرشحات الاستجابة للنبضات (فير) يمكن تصميم مرشحات الهواء الرقمي (فير) بطريقة تقدم خطيا أو حتى صفرا بالضبط، وعلى النقيض من مرشحات إير تكون مستقرة دائما. وتطبق الفلاتر التي تقدم استجابة الطور الخطي تأخر الطور الثابت لنصف مرشاح التصفية على جميع مكونات التردد لإشارة الدخل وبالتالي تتجنب تلطيخ النبضات أو الحواف عريضة النطاق. مرشحات الصفر المرحلة لا تشوه المرحلة على الإطلاق أنها تنفذ كمرشحات أكوسال مع معالجة تأخير المتخصصة. هناك عدة طرق لتصميم مرشحات فير، واحد منهم هو ما يسمى طريقة النافذة. وبما أن معاملات مرشاح معلومات الطيران متطابقة مع الاستجابة النبضية المنفصلة للمرشاح، يمكن الحصول عليها بسهولة عن طريق التحويل الخلفي لوظيفة النقل المثالية إلى المجال الزمني. هذا يؤدي إلى ردود الفعل الاندفاع أكوسال من طول لانهائي. تقصير وترجيح هذه الاستجابات النبضية من خلال تطبيق (الضرب) من وظيفة نافذة معينة يتوافق مع عملية التفاف في مجال التردد. هناك وظائف النافذة التي - بالمقارنة مع نافذة مستطيلة بسيطة (بوكسكار) - تقليل كمية تموج في حواف الفرقة ولكن التضحية لفة الانحدار (التوهين لكل نطاق التردد) من ناحية أخرى. وظائف النافذة المتاحة حاليا لتصميم فلتر فير في داتابلور ريج هي بوتر و كايزر. حيث يمكن أن يكون بارامتريزد الأخير على النحو الأمثل في وسيلة لتقليل أخطاء التقريب. يتم تعريفه من حيث M هو طول النافذة، وهي وظيفة بسل المعدلة من النوع الأول من ترتيب زيروث. M و (معلمة الشكل) يمكن اختياره على النحو الأمثل. يتم هذا الاختيار تلقائيا من قبل داتابلور ريج. وهناك نهج آخر هو تصميم فلتر الهواء وفقا لمتنزهات ومكليلان. ويتم تحقيق التوافق الأمثل بين المطلوب والاستجابة التردد الفعلي من خلال استخدام خوارزمية تبادل ريميز ونظرية التقريب تشيبيشيف (انظر رابينيرباركسكليلان 2 لمزيد من التفاصيل). ردود الفعل من مرشحات باركس-مكليلان فير تظهر سلوك إكيريبل (انظر أعلاه)، ويمكن استخدامها لتصميم الفلاتر مع استجابة حجم التعسفي. مزيد من القراءة: أوبنهيمزشافر 3. باركسبروس 4. أوتنيسينوكسون 5 مؤشر الانحدار الخطي يستخدم مؤشر الانحدار الخطي لتحديد الاتجاه والاتجاه التالي بطريقة مماثلة للمتوسطات المتحركة. وينبغي عدم الخلط بين المؤشر وخطوط الانحدار الخطي التي تكون خطوط مستقيمة مزودة بسلسلة من نقاط البيانات. ويحدد مؤشر الانحدار الخطي النقاط النهائية لسلسلة كاملة من خطوط الانحدار الخطي التي يتم رسمها على أيام متتالية. وتتمثل ميزة مؤشر الانحدار الخطي على المتوسط ​​المتحرك العادي في أنه أقل تأخرا من المتوسط ​​المتحرك، حيث تستجيب بسرعة للتغيرات في الاتجاه. الجانب السلبي هو أنه أكثر عرضة للأنابيب. مؤشر الانحدار الخطي مناسب فقط للاتجاهات القوية. يتم اتخاذ إشارات بطريقة مماثلة للمتوسطات المتحركة. استخدام اتجاه مؤشر الانحدار الخطي للدخول والخروج الصفقات مع مؤشر على المدى الطويل كمرشح. استمر لفترة طويلة إذا كان مؤشر الانحدار الخطي يتحرك أو يخرج من تداول قصير. الذهاب قصيرة (أو الخروج من التجارة طويلة) إذا كان مؤشر الانحدار الخطي يتحول إلى أسفل. الاختلاف في ما سبق هو الدخول في الصفقات عندما يعبر السعر مؤشر الانحدار الخطي، ولكن لا يزال الخروج عند تراجع مؤشر الانحدار الخطي. قم بتمرير التسميات التوضيحية فوق الماوس لعرض إشارات التداول. الذهاب طويل L عندما يعبر السعر فوق 100 يوم مؤشر الانحدار الخطي في حين أن 300 يوم يرتفع خروج X عندما ينخفض ​​مؤشر الانحدار الخطي 100 يوم أسفل مرة أخرى في L عندما يعبر السعر فوق 100 يوم الخطي مؤشر خروج الانحدار X عندما ينخفض ​​مؤشر الانحدار الخطي لمدة 100 يوم إلى أسفل الذهاب L لونغ عندما يتقاطع السعر فوق 100 يوم خروج خطي الانحدار X عندما يتحول المؤشر لمدة 100 يوم لأسفل اذهب L لونغ عندما يتحرك مؤشر الانحدار الخطي 300 يوم بعد تجاوز السعر فوق مؤشر خروج 100 يوم خروج X عندما ينخفض ​​مؤشر الانحدار الخطي 300 يوم. يحذر الاختلاف الهبوطي على المؤشر من انعكاس الاتجاه الرئيسي. انضم إلى قائمتنا البريدية اقرأ نشرة كولن تويغز التجارية يوميات، مع مقالات تعليمية عن التداول والتحليل الفني والمؤشرات وتحديثات البرامج الجديدة. دليل العلماء والمهندسين لمعالجة الإشارات الرقمية من قبل ستيفن دبليو سميث، دكتوراه في الطب. الفصل 19: مرشحات التكرار هناك ثلاثة أنواع من استجابة المرحلة التي يمكن أن يكون للمرشح: مرحلة الصفر. المرحلة الخطية. والمرحلة غير الخطية. ويوضح الشكل 19-7 مثالا على كل منها. وكما هو مبين في (أ)، يتميز مرشح الطور الصفر باستجابة نبضية متماثلة حول العينة صفر. لا يهم الشكل الفعلي، إلا أن العينات المرقمة السلبية هي صورة مرآة من عينات مرقمة إيجابية. عندما يؤخذ تحويل فورييه من هذا الموجي متناظرة، فإن المرحلة ستكون صفرا تماما، كما هو مبين في (ب). عيب مرشح المرحلة الصفر هو أنه يتطلب استخدام الفهارس السلبية، والتي يمكن أن يكون غير مريح للعمل مع. مرشح المرحلة الخطية هو وسيلة حول هذا. وتكون الاستجابة النبضية الواردة في الفقرة (د) مطابقة لتلك الواردة في الفقرة (أ)، إلا أنها تحولت إلى استخدام عينات موجبة فقط. ولا تزال الاستجابة النبضية متناظرة بين اليسار واليمين، غير أن موقع التماثل قد تحول من الصفر. هذا التحول يؤدي إلى المرحلة، (ه)، كونها خط مستقيم. وهو ما يمثل اسم: المرحلة الخطية. المنحدر من هذا الخط المستقيم يتناسب طرديا مع مقدار التحول. وبما أن التحول في الاستجابة النبضية لا يؤدي إلا إلى إحداث تحول مماثل في إشارة الخرج، فإن مرشاح الطور الخطي يعادل مرشاح الطور الصفر بالنسبة لمعظم الأغراض. ويبين الشكل (ز) استجابة النبضات التي لا تتناظر بين اليسار واليمين. في المقابل، المرحلة، (ح)، ليست خط مستقيم. وبعبارة أخرى، لديها مرحلة غير الخطية. لا تخلط بين المصطلحات: المرحلة غير الخطية والخطية مع مفهوم خطية النظام التي نوقشت في الفصل 5. على الرغم من أن كلا استخدام كلمة الخطية. فهي ليست ذات صلة. لماذا يهتم أي شخص إذا كانت المرحلة خطية أم لا تظهر الأشكال (ج) و (و) و (ط) الإجابة. هذه هي ردود النبض من كل من المرشحات الثلاثة. استجابة النبض ليست أكثر من استجابة خطوة إيجابية إيجابية تليها استجابة خطوة سلبية. يتم استخدام استجابة النبض هنا لأنه يعرض ما يحدث لكل من الحواف الصاعدة والسقوط في إشارة. هنا هو الجزء المهم: صفر وخطي المرحلة مرشحات قد تركت والحواف اليمنى التي تبدو نفسها. في حين تركت مرشحات المرحلة غير الخطية والحواف اليمنى التي تبدو مختلفة. العديد من التطبيقات لا يمكن أن تتسامح مع اليسار واليمين حواف تبدو مختلفة. ومن الأمثلة على ذلك عرض الذبذبات، حيث يمكن تفسير هذا الاختلاف على أنه سمة من سمات الإشارة المقاسة. وهناك مثال آخر في معالجة الفيديو. هل يمكن أن تتخيل تشغيل جهاز التلفزيون للعثور على الأذن اليسرى من الممثل المفضل لديك تبدو مختلفة من أذنه اليمنى فمن السهل لجعل فلتر معلومات الطيران (الاستجابة النبضية المحدودة) لديها مرحلة خطية. وذلك لأن الاستجابة النبضية (نواة الفلتر) محددة مباشرة في عملية التصميم. جعل نواة التصفية لديها اليسار واليمين التماثل هو كل ما هو مطلوب. هذا ليس هو الحال مع المرشحات إير (العودية)، لأن معاملات التكرار هي ما هو محدد، وليس الاستجابة النبضية. الاستجابة النبضية للمرشح العكسي ليست متناظرة بين اليسار واليمين، وبالتالي لديها مرحلة غير الخطية. الدوائر الإلكترونية التناظرية لديها نفس المشكلة مع استجابة المرحلة. تخيل دائرة تتألف من المقاومات والمكثفات يجلس على مكتبك. إذا كان الإدخال دائما صفر، فإن الإخراج سيكون دائما صفر. عندما يتم تطبيق دفعة على المدخلات، والمكثفات تهمة بسرعة إلى بعض القيمة ومن ثم البدء في تسوس أضعافا مضاعفة من خلال المقاومات. والاستجابة النبضية (أي إشارة الخرج) هي مزيج من هذه الأسي المتدهورة المختلفة. ولا يمكن أن تكون الاستجابة النبضية متماثلة، لأن الناتج كان صفرا قبل الدافع، وأن الانحطاط الأسي لا يصل أبدا إلى قيمة الصفر مرة أخرى. مصممي مرشح التناظرية تهاجم هذه المشكلة مع فلتر بسل. التي تم تقديمها في الفصل 3. وقد تم تصميم مرشح بسل لتكون المرحلة الخطية قدر الإمكان ولكن هو أقل بكثير من أداء المرشحات الرقمية. القدرة على توفير مرحلة خطية دقيقة هي ميزة واضحة للمرشحات الرقمية. لحسن الحظ، هناك طريقة بسيطة لتعديل المرشحات العودية للحصول على مرحلة الصفر. ويبين الشكل 19-8 مثالا على كيفية عمل ذلك. وتظهر إشارة الدخل المراد تصفيتها في (أ). ويبين الشكل (ب) الإشارة بعد أن تمت تصفيتها بواسطة مرشح تمرير منخفض من قطب واحد. وبما أن هذا هو مرشح المرحلة غير الخطية، والحواف اليسار واليمين لا تبدو هي نفسها هي إصدارات مقلوب من بعضها البعض. كما هو موضح سابقا، يتم تنفيذ هذا المرشح العودية من خلال البدء في العينة 0 والعمل نحو العينة 150، حساب كل عينة على طول الطريق. الآن، لنفترض أنه بدلا من الانتقال من العينة 0 نحو العينة 150، نبدأ في العينة 150 وننتقل نحو العينة 0. وبعبارة أخرى، يتم حساب كل عينة في إشارة الإخراج من عينات المدخلات والمخرجات إلى يمين العينة التي تم العمل عليها على. وهذا يعني أن معادلة التكرار، مكافئ. 19-1، إلى: الشكل (ج) يظهر نتيجة هذا الترشيح العكسي. هذا هو مماثل لتمرير إشارة التناظرية من خلال دائرة أرسي الإلكترونية أثناء تشغيل الوقت إلى الوراء. إسرفينو إه بو-ويرس ناك لاسريفر إميت - noituaC تصفية في الاتجاه العكسي لا تنتج أي فائدة في حد ذاته إشارة المصفاة لا يزال لديه حواف اليسار واليمين التي لا تبدو على حد سواء. يحدث السحر عندما يتم الجمع بين الأمام وعكس تصفية. الشكل (د) النتائج من تصفية إشارة في الاتجاه الأمامي ومن ثم تصفية مرة أخرى في الاتجاه المعاكس. فويلا تنتج هذه المرحلة صفر مرشح متكرر. وفي الواقع، يمكن تحويل أي مرشاح متكرر إلى طور الصفر باستخدام تقنية الترشيح ثنائية الاتجاه هذه. والعقوبة الوحيدة لهذا الأداء المحسن هي عاملين في وقت التنفيذ وتعقيد البرنامج. كيف تجد الاستجابات النبضية والترددية للمرشاح العام حجم استجابة التردد هو نفسه بالنسبة لكل اتجاه، في حين أن الأطوار هي عكس في الإشارة. عندما يتم الجمع بين الاتجاهين، يصبح حجم مربع. بينما تلغي المرحلة إلى الصفر. في المجال الزمني، وهذا يتوافق مع حل الاستجابة النبض الأصلي مع اليسار إلى اليمين نسخة انقلبت من نفسها. وعلى سبيل المثال، فإن الاستجابة النبضية لمرشاح تمرير منخفض القطب واحد هو أسي من جانب واحد. والاستجابة النبضية للمرشاح ثنائي الاتجاه المقابل هي أسي من جانب واحد يتراجع إلى اليمين، محسوبا بأسي من جانب واحد يتحلل إلى اليسار. من خلال الذهاب إلى الرياضيات، وهذا تبين أن الأسي على الوجهين أن يتحلل على حد سواء إلى اليسار واليمين، مع نفس ثابت الاضمحلال كما مرشح الأصلي. بعض التطبيقات فقط جزء من الإشارة في الكمبيوتر في وقت معين، مثل الأنظمة التي المدخلات والمخرجات البيانات بالتناوب على أساس مستمر. يمكن استخدام الترشيح ثنائي الاتجاه في هذه الحالات من خلال الجمع بينه وبين طريقة التداخل-الإضافة الموضحة في الفصل الأخير. عندما تأتي إلى مسألة كم من الوقت استجابة النبض، لا أقول لانهائية. إذا قمت بذلك، سوف تحتاج إلى وسادة كل شريحة إشارة مع عدد لا حصر له من الأصفار. تذكر، يمكن اقتطاع الاستجابة النبضية عندما تحلل تحت مستوى الضوضاء المستديرة، أي حوالي 15 إلى 20 ثوابت زمنية. سوف تحتاج كل قطعة إلى أن تكون مبطن مع الأصفار على اليسار واليمين للسماح للتوسع أثناء الترشيح ثنائي الاتجاه.