Trong nhiệm vụ thiết kế bộ lọc kỹ thuật số, điều quan trọng là phải tuân theo hướng dẫn từng bước từ thông số kỹ thuật đến triển khai. Mỗi tùy chọn của quy trình thiết kế đều mở cho tất cả các nhà thiết kế. Hầu hết các chuyên gia xử lý tín hiệu số áp dụng một số lý thuyết bộ lọc kỹ thuật số, đặc biệt phản ánh nỗ lực nghiên cứu đáng kể, gần đúng để tìm ra phương pháp tính toán hệ số bộ lọc hữu ích.
Bộ lọc kỹ thuật số là gì?
Đó là một mạng hoặc một hệ thống chính xác nhờ đó chúng ta có thể thay đổi dạng sóng, biên độ, pha, tần số và các đặc tính khác của tín hiệu theo cách mong muốn. Mục tiêu chính của việc sử dụng bộ lọc trong xử lý tín hiệu số là cải thiện chất lượng tín hiệu bằng cách giảm nhiễu, trích xuất hoặc kết hợp phần tín hiệu mong muốn. Về cơ bản trong công nghệ xử lý tín hiệu, nó là một thuật toán được triển khai trong phần mềm và phần cứng để tạo tín hiệu đầu ra kỹ thuật số từ tín hiệu đầu vào rõ ràng theo cách mong muốn. Nó thực hiện trên thuật toán lọc thông thường đại diện cho một số biến, số hoặc tín hiệu tương tự số hóa trên phần cứng hoặc phần mềm cụ thể.
Có vài bước trong bộ lọc kỹ thuật số thời gian thực với đầu vào tương tự. Đầu tiên, bộ giới hạn băng tần giới hạn tín hiệu tương tự để lấy mẫu định kỳ và chuyển đổi thành chuỗi mẫu nhị phân. Thứ hai, một bộ xử lý được sử dụng để xử lý các chuỗi đầu vào này thành các chuỗi đầu ra bằng một số loại thuật toán toán học tính toán. Sau đó, tín hiệu được xử lý sẽ chuyển đổi thành tín hiệu tương tự, giảm thiểu một số thành phần không mong muốn.
Thuận lợi
- Nó có phản ứng pha tuyến tính.
- Biến đổi nhiệt và môi trường không thể thay đổi hiệu suất.
- Nó được gọi là bộ lọc thích ứng vì đáp ứng tần số có thể được điều chỉnh tự động bằng cách triển khai bộ xử lý có thể lập trình.
- Có thể lọc một số chuỗi đầu vào mà không cần sao chép phần cứng.
- Tất cả dữ liệu có thể được lưu trữ
- Nó có đơn vị hiệu suất lặp lại cho đơn vị.
- Do mức độ hoạt động của nó ở tần số thấp, nó được sử dụng khi việc sử dụng hệ thống tương tự là không thực tế.
Nhược điểm
- Trên thực tế, băng thông tín hiệu của dãy số thấp hơn nhiều so với dãy tương tự. Tốc độ xử lý tín hiệu là một trong những yếu tố chính để tính tổng hiệu suất của thiết bị. Trên thực tế, tốc độ hoạt động hoàn toàn phụ thuộc vào số lượng phép toán số học trong bộ xử lý.
- Hiệu ứng độ dài từ hữu hạn, dẫn đến nhiễu lượng tử hóa và nhiễu làm tròn, là một nhược điểm lớn khác trong quá trình tính toán.
- Cần nhiều thời gian hơn để thiết kế và phát triển các chuỗi kỹ thuật số mặc dù nó có thể được sử dụng cho các tác vụ hoặc ứng dụng khác sau khi được phát triển. Thông thường, sự hỗ trợ tốt của thiết kế có sự trợ giúp của máy tính có thể biến chúng thành một nhiệm vụ thú vị.
