Проектирование цифровых фильтров
7.1.1. Этапы проектирования ЦФ
Проектирование ЦФ включает в себя этапы:
1. Синтез.
2. Разработка алгоритмов вычислений выбранного процессора.
3. Проверка моделированием.
4. Практическая реализация и отладка.
Результатом синтеза является набор коэффициентов , разностного уравнения и структурная схема фильтра или его алгоритм работы.
Разработка алгоритма вычислений зависит от разрядности регистров, количества аккумуляторов процессора, возможности распараллеливания операций, наличия дополнительных устройств перемножения и накопления в конкретном выбранном микропроцессорном комплекте.
Проверка моделированием осуществляется в нереальном масштабе времени с использованием программных симуляторов. При этом устраняются логические ошибки и проверяется соответствие фильтра заданным характеристикам.
Практическая реализация и отладка осуществляется в реальном времени с помощью отладочных модулей или эмуляторов.
7.1.2.Общие сведения о синтезе ЦФ
В процессе синтеза выполняются следующие действия:
- задаются требования к фильтру;
- рассчитываются коэффициенты a и b разностного уравнения;
- формируется структурная схема ЦФ или алгоритм работы.
Требования к ЦФ задаются либо во временной, либо в частотной области.
Требования во временной области задаются к согласованным фильтрам через требуемую импульсную характеристику.
Требования в частотной области задаются к частотно-избирательным фильтрам: ФНЧ, ПФ, РФ, ФВЧ.
Требования к полосовому фильтру характеризуются пятью частотными полосами (рисунок 7.1):
- центральной полосой пропускания (ПП);
- двумя полосами задержания (ПЗ1, ПЗ2);
- двумя переходными полосами.
Рисунок 7.1 – диаграмма требований к АЧХ ПФ
На рисунке 7.1 обозначены:
- граничная частота первой полосы задержания ПЗ1, ширина которой ;
- левая частота среза полосы пропускания;
- правая частота среза полосы пропускания, ширина полосы пропускания ;
- граничная частота второй полосы задержания ПЗ2, ширина которой ;
Переходные полосы 1 и 2 имеют ширину , , соответственно.
Величина характеризует максимально допустимое отклонение АЧХ от 1 в пределах полосы пропускания. Величина характеризует максимально допустимое отклонение АЧХ от 0 в пределах полос задержания. Требования к характеристикам АЧХ в пределах переходных полос обычно не задаются.
Существуют следующие разновидности методов синтеза:
- прямые методы синтеза;
- методы синтеза с использованием аналогового прототипа.
В прямых методах численными способами ищется минимум заданной функции качества:
. (7.1)
Дата добавления: 2020-08-31; просмотров: 450;