DSP 101
M8 · L2
الوحدة 8 — تصميم الـ IIR filters
Butterworth وChebyshev والـ elliptic

تلات عائلات filters كلاسيكية — كل واحدة بتحسّن مقايضة مختلفة بين استواء الـ passband وحدّة الانتقال والـ stopband attenuation والـ linear phase.

1 / 9
DSP 101
M8 · L2
العيلة الأولى
Butterworth: أقصى استواء

مفيش ripple في أي حتة — passband مفرود، وstopband monotonic. الـ poles على دايرة متوزّعة بالتساوي. والنزول −20N ديسيبل/decade. أنعم magnitude وأقرب phase للـ linear.

مربّع magnitude الـ Butterworth
|H(j\Omega)|^2 = \dfrac{1}{1 + \left(\Omega/\Omega_c\right)^{2N}}
2 / 9
DSP 101
M8 · L2
العيلة التانية — النوع الأول
Chebyshev: equiripple في الـ passband

بيسمح بـ ripple متحكّم فيه في الـ passband عشان يوصل لـ انتقال أحدّ من Butterworth لنفس الدرجة. والـ ripple بيتذبذب بالتساوي بين ±ε² — ومن هنا "equiripple".

النوع التاني
بيقلب الـ ripple للـ stopband — passband مفرود، وequiripple في الـ stopband. zeros محدودة بتعمل notches حادة لرفض أحسن.
3 / 9
DSP 101
M8 · L2
العيلة التالتة
الـ elliptic: أقل درجة

equiripple في الـ passband والـ stopband الاتنين في نفس الوقت — أحدّ انتقال ممكن لأي درجة معيّنة. ومفيش filter تاني يقدر يحقق نفس مواصفة الـ magnitude بـ poles أقل.

الاتنين
النطاقين فيهم ripple
أقل
درجة لأي مواصفة
أوحش
linear phase
4 / 9
DSP 101
M8 · L2
كفاءة الدرجة
نفس المواصفة، poles أقل

لـ ripple 1 ديسيبل في الـ passband، وattenuation 40 ديسيبل في الـ stopband، ونسبة frequency 2×، الدرجات المطلوبة مختلفة جدًا:

  • Butterworth: N = 8 poles مطلوبة
  • Chebyshev I: N = 5 poles مطلوبة
  • الـ elliptic: N = 4 poles مطلوبة (نص poles الـ Butterworth، 8 → 4)
  • للمواصفات الأضيق، توفير الـ elliptic بيوصل لـ 5 مرات أو أكتر
5 / 9
DSP 101
M8 · L2
المقايضة الجوهرية
الحدّة قصاد الـ phase

الحدّة والـ linear phase في تعارض جوهري في الـ IIR filters. كل ما الانتقال يبقى أحدّ، تفاوت الـ group delay بيزيد:

  • Butterworth ← أحسن phase، أهدى نزول
  • Chebyshev I/II ← أحدّ، phase distortion متوسط
  • الـ elliptic ← الأحدّ، أشد تفاوت في الـ group delay
  • للـ linear phase بأي تمن ← استخدم FIR
6 / 9
DSP 101
M8 · L2
دليل القرار
تختار إزاي؟
  • عايز passband مفرود والـ phase مهم ← Butterworth
  • عايز انتقال أحدّ وتستحمل passband ripple ← Chebyshev I
  • عايز passband مفرود + stopband أحسن من Butterworth ← Chebyshev II
  • عايز أقل درجة والـ phase distortion مقبول ← الـ elliptic
  • عايز linear phase ← FIR مش IIR
7 / 9
DSP 101
اختبار سريع

شوف إيه اللي ثبت

أربع أسئلة عن عائلات الـ IIR الكلاسيكية التلاتة ومقايضات الدرجة والـ phase فيها.

السؤال 1 من 0
النتيجة 0/0

8 / 9
DSP 101
M8 · L2
أهم النقط
اتعلّمت إيه
  • Butterworth = أقصى استواء، مفيش ripple، أحسن phase، أعلى درجة
  • Chebyshev I = equiripple في الـ passband، انتقال أحدّ من Butterworth
  • Chebyshev II = passband مفرود، equiripple في الـ stopband، zeros محدودة
  • الـ elliptic = equiripple في النطاقين، أقل درجة، أوحش phase
  • نفس المواصفة: Butterworth N=13، Chebyshev N=7، الـ elliptic N=4
  • الجاي: الـ bilinear transform بيودّي التصميمات التناظرية دي لـ filters رقمية
اقرا المقالة كاملة ←
9 / 9
1 / 8 صامت