DSP 101
M7 · L1
الوحدة 7 — تصميم مرشحات FIR
ما هو مرشح FIR؟

مرشحات الاستجابة النبضية المحدودة — معادلة الفروق، والاستجابة النبضية، والاستقرار غير المشروط، وخاصية الطور الخطي الشهيرة التي تجعل FIR لا غنى عنه.

1 / 9
DSP 101
M7 · L1
الفكرة الجوهرية
مجموع موزون، بلا تغذية راجعة

يُخرج مرشح FIR مجموعاً موزوناً للعينة الحالية وM عينة إدخال سابقة. بلا تغذية راجعة — الناتج لا يعود إلى الحساب أبداً. هذا الاختيار الهيكلي الواحد يمنحه كل خواصه المميزة.

معادلة FIR
y[n] = \sum_{k=0}^{M} b_k\, x[n-k]
2 / 9
DSP 101
M7 · L1
المرشح هو استجابته النبضية
h[n] = المعاملات

للمرشح FIR، تساوي الاستجابة النبضية h[n] تسلسل المعاملات b_k تماماً. الناتج هو التواء الإدخال مع هذا التسلسل المحدود فقط لا غير.

M+1
معاملات (طول المرشح)
M+1
MAC لكل عينة
0
أقطاب (لا تغذية)
3 / 9
DSP 101
M7 · L1
ضمان الاستقرار
مستقر دائماً

لا أقطاب ← لا عدم استقرار. يستلزم استقرار BIBO وجود كل الأقطاب داخل دائرة الوحدة. مرشحات FIR لها أصفار فقط — أقطابها عند الأصل تلقائياً. أي قيم للمعاملات تختارها تُنتج مرشحاً مستقراً.

مقارنة بـ IIR
تستخدم مرشحات IIR تغذية راجعة ولها أقطاب يمكن أن تخرج من دائرة الوحدة — خطر حقيقي عند تأثيرات الطول المحدود للكلمة.
4 / 9
DSP 101
M7 · L1
الاستجابة الترددية
متعددة حدود في e^{−jω}

الاستجابة الترددية هي DTFT لـ h[n] محسوبةً على دائرة الوحدة — متعددة حدود في e^{−jω}. مزيد من المعاملات ← انتقالات أحدّ ونطاقات تمرير أكثر استواءً.

الاستجابة الترددية
H(e^{j\omega}) = \sum_{k=0}^{M} b_k\, e^{-j\omega k}
5 / 9
DSP 101
M7 · L1
الخاصية الشهيرة
الطور الخطي — بلا تشويه

المعاملات المتناظرة (h[n] = h[M−n]) ← طور خطي: ∠H(e^{jω}) = −(M/2)ω. كل تردد يتأخر بنفس M/2 عينة — شكل الموجة يُحفظ بالضبط.

  • h[n] المتناظرة ← تشويه طور صفري (النوع I وII)
  • h[n] مضادة للتناظر ← إزاحة 90° + طور خطي (النوع III وIV)
  • التناظر يُنصّف الضربات الفريدة المطلوبة
  • مرشحات IIR لا تستطيع تحقيق الطور الخطي بدقة
6 / 9
DSP 101
M7 · L1
أين توجد مرشحات FIR
FIR في العالم الحقيقي
  • معادِل الصوت والمشعّبات — الطور الخطي يحفظ جودة الموسيقى
  • تشكيل النبضات (RRC) في مودم 4G/5G وWi-Fi
  • مكافحة التضمين والتصوير في محولات معدل الأخذ
  • معالجة ECG/EEG — شكل الموجة لا يجب تشويهه
  • المرشحات الطويلة جداً: طريقة الجمع المتداخل بـ FFT
7 / 9
DSP 101
اختبار سريع

تحقّق ممّا ثبت

أربعة أسئلة من هذا الدرس. أجب لترى السبب — يظهر الشرح سواء أصبتَ أم أخطأت. ولا شيء يُسجَّل أو يُحفَظ.

السؤال 1 من 0
النتيجة 0/0

8 / 9
DSP 101
M7 · L1
النقاط الرئيسية
ما تعلمته
  • FIR = مجموع موزون لـ M+1 عينة إدخال، صفر تغذية راجعة
  • الاستجابة النبضية h[n] = تسلسل المعاملات b_k
  • لا أقطاب ← مستقر BIBO بشكل غير مشروط لأي معاملات
  • h[n] متناظرة ← طور خطي ← لا تشويه للموجة
  • التكلفة: M+1 MAC/عينة؛ المرشحات الطويلة تستخدم FFT
  • يُستخدم في كل مكان: صوت، اتصالات، تعدد معدلات، طبي حيوي
اقرأ المقال الكامل ←
9 / 9
1 / 8 صامت