Penapis digunakan dalam pemprosesan isyarat digital untuk mengeluarkan bahagian isyarat yang tidak diingini, seperti hingar rawak, atau untuk mengekstrak bahagian isyarat yang berguna, seperti bahagian isyarat yang dimiliki oleh julat tertentu
Sebagai contoh, audio yang dirakam dengan peralatan yang lemah boleh ditapis untuk mengalih keluar unsur yang tidak diingini daripada isyarat, menjadikannya bunyi sehampir mungkin dengan audio asal (tanpa gangguan).
Penapis digital boleh dikelaskan kepada dua kumpulan, penapis FIR (tindak balas impuls tempoh terhingga) dan penapis IIR (tindak balas impuls tempoh tak terhingga). Apabila sistem dibekalkan dengan beberapa input, hasil atau tindak balas yang dicapai dikenali sebagai tindak balas impulsnya.
Penapis IIR lwn FIR
Perbezaan antara penapis FIR dan IIR ialah tindak balas impuls pembentuk adalah bukan sifar untuk hanya bilangan sampel yang terhad. Penapis IIR mempunyai bilangan sampel bukan sifar yang tidak terhingga. Penapis IIR juga dikenali sebagai penapis maklum balas dan penapis FIR tidak mempunyai mekanisme maklum balas sedemikian. Dalam persamaan perbezaan, pekali penapis penapis IIR mempunyai istilah maklum balas.
Jadual Perbandingan Antara penapis FIR dan Penapis IIR
| Parameter Perbandingan | Penapis FIR | Penapis IIR |
| alam semula jadi | Tidak bersifat rekursif kerana ia tidak menggunakan semula outputnya sebagai input. | Bersifat rekursif kerana ia menggunakan semula satu atau lebih outputnya sebagai input. |
| Kecekapan | Kurang cekap pengiraan. | Lebih cekap dari segi pengiraan. |
| Kemudahan pelaksanaan dalam litar | Oleh kerana ketiadaan mekanisme maklum balas, lebih mudah untuk dilaksanakan dalam litar. | Oleh kerana kehadiran mekanisme maklum balas, ia lebih sukar untuk dilaksanakan dalam litar. |
| Mekanisme maklum balas | Jangan gunakan litar maklum balas. | Menggunakan mekanisme maklum balas di mana output sebelumnya, bersama-sama dengan input sekarang dan masa lalu, diberikan sebagai input sekarang. |
| Kestabilan | Lebih stabil kerana keluaran sekarang tidak mempunyai sebarang hubungan dengan keluaran sebelumnya. | Kurang stabil kerana ia menggunakan sampel keluaran sebelumnya juga. |
| Input diperlukan untuk menjana output semasa | Contoh input masa kini dan masa lalu | Sampel input masa kini dan masa lalu bersama dengan output masa lalu. |
| Kelewatan ditawarkan | Menawarkan lebih banyak kelewatan dalam memberikan respons | Menawarkan kelewatan yang lebih rendah dalam memberikan respons |
| Keperluan ingatan | Memerlukan lebih banyak ingatan | Memerlukan kurang ingatan |
| Sensitiviti | Kurang sensitif | Lebih sensitif |
| Kemudahan kawalan | Mudah dikawal | Agak sukar dikawal |
Apakah penapis FIR?
Penapis digital yang menjana tindak balas impuls terhingga sistem dinamik dikenali sebagai penapis FIR. Tindak balas impuls yang disediakan oleh penapis FIR adalah tempoh yang terhad. Ia dinamakan demikian kerana respons yang diberikan oleh penapis ini ditetapkan kepada sifar dalam tempoh masa yang terhad. Dalam kes penapis FIR, penapis pesanan ke-n menjana sampel (n+1) sebelum ditetapkan kepada 0.
Penapis FIR tidak mempunyai mekanisme maklum balas. Input semasa mereka hanya terdiri daripada nilai input semasa dan masa lalu. Penjumlahan kuantiti terhingga sampel terhingga nilai input membentuk output penapis FIR. Penapis FIR lebih sesuai untuk aplikasi yang memerlukan tindak balas fasa linear.
Apakah penapis IIR?
Penapis digital yang menjana tindak balas impuls tak terhingga sistem dinamik dikenali sebagai penapis IIR. Input masa kini dan masa lalu bersama dengan keluaran masa lalu diambil sebagai input sekarang.
Penapis IIR beroperasi dengan cara yang bukan sahaja input semasa dan masa lalu tetapi sampel keluaran lalu juga diambil kira. Litar maklum balas inilah yang membezakannya daripada penapis FIR.
Mekanisme maklum balas dalaman menjadikan penapis ini bersifat rekursif. Mereka tidak pernah membenarkan tindak balas mereka mencapai 0 untuk dorongan yang digunakan. Ia lebih cekap dari segi pengiraan dan memerlukan kurang memori. Walau bagaimanapun, disebabkan sifat rekursifnya, ia kurang stabil dan sukar dikawal.
Penapis IR paling baik digunakan untuk aplikasi yang tidak memerlukan maklumat fasa, contohnya, untuk memantau amplitud isyarat.
Perbezaan Utama Antara penapis FIR dan Penapis IIR
Kesimpulan
Penapis digital boleh direka untuk tujuan yang berbeza. Sebagai contoh, penapis boleh diklasifikasikan sebagai sama ada hantaran tinggi, hantaran rendah, hentian jalur atau hantaran jalur. Sebagai contoh, apabila isyarat input dengan hingar frekuensi tinggi disalurkan melalui penapis laluan rendah, hingar frekuensi tinggi dikeluarkan daripada input, menghasilkan isyarat bersih.
Jenis penapis ini boleh dilaksanakan menggunakan sama ada penapis FIR atau IIR. Gabungan kedua-dua ini juga boleh digunakan untuk menghasilkan penapis berbentuk sewenang-wenangnya. Penapis FIR tidak mempunyai mekanisme maklum balas. Ini menjadikan mereka lebih stabil. Ia digunakan dalam aplikasi yang memerlukan fasa linear.
Penapis IIR menggunakan output sebelumnya, bersama-sama dengan input sekarang dan masa lalu, sebagai maklum balas. Ini menjadikan mereka bersifat rekursif dan kurang stabil. Penapis IIR boleh mencapai ciri penapisan yang diingini menggunakan kurang memori dan pengiraan daripada penapis FIR.
