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Implementation and Analysis of FIR Filters

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Développeur·euse

Paolo Prandoni

I appeared about at the same time as the White Album and, upon being born, I immediately took the one and only sabbatical of my life, which lasted a leisurely four years. I then proceeded to be pre-schooled, schooled, middle- and high-schooled, college educated, and finally grad-schooled here at EPFL. As a kid I was fascinated by those expensive long-distance phone calls and so I specialized in communication systems. And then I did this and I did that. But do we really want to go into details? I thought so.

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Concepts associés (32)

Filtre numérique

En électronique, un filtre numérique est un élément qui effectue un filtrage à l'aide d'une succession d'opérations mathématiques sur un signal discret. C'est-à-dire qu'il modifie le contenu spectral du signal d'entrée en atténuant ou éliminant certaines composantes spectrales indésirées. Contrairement aux filtres analogiques, qui sont réalisés à l'aide d'un agencement de composantes physiques (résistance, condensateur, inductance, transistor, etc.

Filtre à réponse impulsionnelle finie

En traitement du signal, un filtre à réponse impulsionnelle finie ou filtre RIF (en anglais Finite Impulse Response filter ou FIR filter) est un filtre dont la réponse impulsionnelle est de durée finie. On parle le plus souvent de filtre RIF pour des filtres à temps discret. Un filtre numérique RIF est caractérisé par une réponse uniquement basée sur un nombre fini de valeurs du signal d'entrée. Par conséquent, quel que soit le filtre, sa réponse impulsionnelle sera stable et de durée finie, dépendante du nombre de coefficients du filtre.

Filtre linéaire

Un filtre linéaire est, en traitement du signal, un système qui applique un opérateur linéaire à un signal d'entrée. Les filtres linéaires sont rencontrés le plus souvent en électronique, mais il est possible d'en trouver en mécanique ou dans d'autres technologies. Une réponse impulsionnelle est la sortie d'un système dont l'entrée est une impulsion de Dirac(). Les filtres linéaires peuvent être divisés en deux groupes : les filtres à réponse impulsionnelle infinie et les filtres à réponse impulsionnelle finie.

Filter design

Filter design is the process of designing a signal processing filter that satisfies a set of requirements, some of which may be conflicting. The purpose is to find a realization of the filter that meets each of the requirements to a sufficient degree to make it useful. The filter design process can be described as an optimization problem where each requirement contributes to an error function that should be minimized. Certain parts of the design process can be automated, but normally an experienced electrical engineer is needed to get a good result.

Filtre (électronique)

En électronique, un filtre est un circuit linéaire qui transmet une grandeur électrique (courant ou tension) selon sa répartition en fréquences. Le filtre transforme l'histoire de cette grandeur d'entrée (c'est-à-dire ses valeurs successives depuis un certain temps) en une grandeur de sortie. Pour raisonner sur les filtres électroniques, on les considère comme des quadripôles dont les grandeurs électriques d'entrée et de sortie seraient un signal, même quand celles-ci ne servent pas à transmettre de l'information (comme dans le cas des filtres d'alimentation).

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Notebooks associés (7)

Voice Transformation Techniques Using Digital Signal Processing

A Gallery of Voice Transformers[1]¶

                                      [2]Paolo Prandoni, [3]LCAV, EPFL

In this notebook we will explore various ways to implement a system that changes the voice of a speaker. Typical applications for these techniques, strictly sorted by plausibility, include international spy missions and prank telephone calls, and devices such as the one displayed here can be easily bought on the web... or in a novelty shop. No description has been provided for t

Simulating a Telephone Channel using FIR Filter Design

A Telephone Channel Simulator[1]¶ In this notebook we will develop a filter that simulates the effect of a standard telephone channel. In [1]: %matplotlib inline import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np import IPython import scipy.signal as sp from scipy.io import wavfile In [2]: plt.rcParams["figure.figsize"] = (14,4) implicit sampling rate will be the internal "clock" of our simulation. In [3]: IPython.display.Audio(s, rate=SF) Out[3]: Your browser does not support

Modeling Epidemics with Signal Processing Techniques

Epidemics and Signal Processing[1]¶

                                      [2]Paolo Prandoni, [3]LCAV, EPFL

In [1]: import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np import scipy.signal as sp import seaborn as sns sns.set() In [2]: plt.rcParams["figure.figsize"] = (14,4) The basic reproduction number[4]¶ The propagation mechanism of an epidemic such as the one caused by SARS-CoV-2 virus can be roughly modeled, at least in its inital phase, as a process in which each infected individ

Understanding and Plotting the Discrete Fourier Transform (DFT)

Plotting the DFT[1]¶

                                      [2]Paolo Prandoni, [3]LCAV, EPFL

In this notebook we will look at the practical issues associated to plotting the DFT and in particular the DFT of real-world signals. We will examine how to map the DFT coefficients to real-world frequencies and we will investigate the frequency resolution of the DFT and the effects of zero padding. In [1]:

first our usual bookkeeping

%matplotlib inline import matplotlib import matplotlib.p

Implementing a Fractional Resampler using Local Lagrange Interpolation

FIR Resampling[1]¶

                                      [2]Paolo Prandoni, [3]LCAV, EPFL

In this notebook we will implement a simple fractional resampler that uses local Lagrange interpolation. The resampler can be used to perform any rational sampling rate change (but beware of aliasing when downsampling!) In [1]: import numpy as np import IPython from scipy.io import wavfile Local Lagrange interpolation[4]¶ To perform resampling we will need to compute subsample values and, in

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Notebooks associés (7)

Voice Transformation Techniques Using Digital Signal Processing

A Gallery of Voice Transformers[1]¶

                                      [2]Paolo Prandoni, [3]LCAV, EPFL

Simulating a Telephone Channel using FIR Filter Design

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Epidemics and Signal Processing[1]¶

                                      [2]Paolo Prandoni, [3]LCAV, EPFL

Understanding and Plotting the Discrete Fourier Transform (DFT)

Plotting the DFT[1]¶

                                      [2]Paolo Prandoni, [3]LCAV, EPFL

first our usual bookkeeping

%matplotlib inline import matplotlib import matplotlib.p

Implementing a Fractional Resampler using Local Lagrange Interpolation

FIR Resampling[1]¶

                                      [2]Paolo Prandoni, [3]LCAV, EPFL

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Filtre numérique

Filtre à réponse impulsionnelle finie

Filtre linéaire

Filter design

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