تعرفوا معنا ما هو #فلتر_ التنعيم – Anti-aliasing filter

فلتر تنعيم – Anti-aliasing filter
من ويكيبيديا
هو منقي تستخدم من قبل أ جهاز أخذ العينات لتقييد عرض النطاق من أ الإشارة لإرضاء نظرية أخذ العينات نيكويست شانون على مدار فرقة من الاهتمام. نظرًا لأن النظرية تنص على أن إعادة البناء الواضحة للإشارة من عيناتها ممكنة عندما يكون قوة الترددات فوق ال تردد نيكويست هي صفر ، أ مرشح جدار من الطوب هو نموذج AAF مثالي ولكنه غير عملي. AAF عملية مقايضة بين عرض النطاق و اسم مستعار. سيسمح مرشح الصقل العملي عادةً بحدوث بعض التشويش أو تخفيف أو تشويه بعض داخل النطاق الترددات بالقرب من حد نيكويست. لهذا السبب ، فإن العديد من نماذج الأنظمة العملية أعلى مما هو مطلوب نظريًا بواسطة AAF المثالي من أجل ضمان إعادة بناء جميع الترددات ذات الأهمية ، وهي ممارسة تسمى الإفراط في أخذ العينات

التطبيقات البصرية

صور فوتوغرافية مقلدة لجدار من الطوب بدون (يسار) وبمرشح تمرير منخفض بصري (يمين)

في حالة بصري أخذ عينات الصور ، كما مجسات الصورة في الكاميرات الرقمية، يُعرف مرشح الصقل أيضًا باسم مرشح الترددات المنخفضة البصري (OLPF), مرشح طمسأو مرشح AA. رياضيات أخذ العينات في بعدين مكانيين يشبه رياضيات المجال الزمني أخذ العينات ، ولكن تقنيات تنفيذ المرشح مختلفة.

التنفيذ النموذجي في الكاميرات الرقمية طبقتان من الانكسار مواد مثل نيوبات الليثيوم، والتي تنشر كل نقطة بصرية في مجموعة من أربع نقاط.^[1] يتضمن اختيار فصل البقعة لمثل هذا المرشح مقايضة بين الحدة والتعرج وعامل التعبئة (نسبة منطقة الانكسار النشطة في مجموعة العدسات الدقيقة إلى إجمالي المساحة المجاورة التي تحتلها المصفوفة). في أحادية اللون أو ثلاثة CCD أو فوفيون X3 الكاميرا ، يمكن أن توفر مجموعة العدسات الدقيقة وحدها ، إذا كانت فعالة بنسبة 100٪ تقريبًا ، وظيفة تنعيم مهمة ،^[2]أثناء وجوده في مجموعة مرشح الألوان (على سبيل المثال مرشح باير) الكاميرات ، هناك حاجة إلى مرشح إضافي بشكل عام لتقليل التشويش إلى مستوى مقبول.^[3][4][5]

ال بنتاكس K-3 من ريكو مرشح فريد مضاد للتعرج قائم على المستشعر. الفلتر يعمل عن طريق مايكرو تهتز عنصر المستشعر. يمكن للمستخدم تشغيل الاهتزاز أو إيقاف تشغيله ، واختيار الصقل أو عدم التعرج.^[6]

تطبيقات الصوت

تُستخدم مرشحات Anti-aliasing بشكل شائع عند إدخال معالجة الإشاراة الرقمية النظام محول تناظري رقمي؛ تستخدم مرشحات مماثلة مثل مرشحات إعادة الإعمار عند إخراج مثل هذه الأنظمة ، على سبيل المثال في مشغلات الموسيقى. في الحالة الأخيرة ، يمنع المرشح التصوير ، وهي العملية العكسية للتشويش حيث تنعكس الترددات داخل النطاق خارج النطاق.

الإفراط في أخذ العينات

المقال الرئيسي: الإفراط في أخذ العينات

تقنية تعرف باسم الإفراط في أخذ العينات يشيع استخدامه في الصوت ADCs. الفكرة هي استخدام معدل عينة رقمية وسيطة أعلى ، بحيث تكون مثالية تقريبًا مرشح رقمي يستطيع بحدة قطع التعرج بالقرب من المنخفض الأصلي تردد نيكويست ويعطي أفضل استجابة المرحلة، بينما أبسط من ذلك بكثير مرشح تناظري يمكن أن توقف الترددات فوق الجديدة الأعلى تردد نيكويست. نظرًا لأن المرشحات التناظرية ذات تكلفة عالية نسبيًا وأداءً محدودًا ، فإن تخفيف الطلبات على المرشح التناظري يمكن أن يقلل بشكل كبير من التعرّف والتكلفة. علاوة على ذلك ، لأن البعض الضوضاء في المتوسط ​​، يمكن أن يتحسن معدل أخذ العينات الأعلى بشكل معتدل SNR.

وبدلاً من ذلك ، قد يتم أخذ عينات إشارة مفرطة عن قصد بدون تردد وسيط لتقليل المتطلبات على مرشح الاسم المستعار. فمثلا، قرص مضغوط صوتي يمتد عادةً حتى 20 كيلو هرتز ، ولكن يتم أخذ عينات منها بمعدل 22.05 كيلو هرتز Nyquist. من خلال زيادة العينات بمقدار 2.05 كيلو هرتز ، يمكن منع كل من التشويش والتوهين للترددات الصوتية الأعلى حتى مع وجود مرشحات أقل من مثالية.

إشارات ممر الموجة

أنظر أيضا: الاستخلاص

غالبًا ما يكون مرشح الصقل هو ملف مرشح الترددات المنخفضة؛ هذا ليس شرطا ، ومع ذلك. تعميمات نظرية أخذ العينات نيكويست شانون السماح بأخذ عينات أخرى محدودة النطاق نطاق المرور بدلا من الإشارات النطاق الأساسي إشارات.

بالنسبة للإشارات التي يكون عرض النطاق الترددي محدودًا ولكنها غير متمركزة عند الصفر ، أ مرشح تمرير النطاق يمكن استخدامه كمرشح تنعيم. على سبيل المثال ، يمكن عمل ذلك باستخدام ملف أحادي الجانب معدّل أو تعديل التردد الإشارة. إذا رغب أحد في أخذ عينة من ملف راديو FM مركز البث عند 87.9 ميجاهرتز ومحدود النطاق إلى نطاق 200 كيلو هرتز ، ثم يتمركز مرشح الاسم المستعار المناسب على 87.9 ميغا هيرتز مع عرض النطاق الترددي 200 كيلو هرتز (أو تمرير النطاق من 87.8 ميجاهرتز إلى 88.0 ميجاهرتز) ، ولن يقل معدل أخذ العينات عن 400 كيلو هرتز ، ولكن يجب أن يفي أيضًا بقيود أخرى لمنع اسم مستعار.

الزائد الإشارة

أنظر أيضا: لقطة (صوت)

من المهم جدًا تجنب الحمل الزائد لإشارة الإدخال عند استخدام مرشح الصقل. إذا كانت الإشارة قوية بما فيه الكفاية ، يمكن أن تسبب لقطة في ال محول تناظري رقمي، حتى بعد التصفية. متى تشوه نظرًا لحدوث القطع بعد مرشح الصقل ، فيمكنه إنشاء مكونات خارج نطاق المرور مرشح الصقل ؛ هذه المكونات يمكن بعد ذلك الاسم المستعار ، مما يتسبب في استنساخ غير-بشكل متناغم الترددات ذات الصلة.