Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Однородный цифровой фильтр




В предыдущей главе мы научились осуществлять фильтрацию в цифровом виде, однако часто цифровую фильтрацию требуется осуществить на очень высоких частотах дискретизации полезного сигнала. Для увеличения быстродействия желательно уменьшить время выполнения операций каждым из блоков, входящих в состав цифрового фильтра. Наиболее сложным внутренним устройством обладают цифровые умножители, то есть быстродействие фильтра в целом в основном определяется именно этим блоком. Было бы неплохо отказаться от использования умножителей в составе цифрового фильтра.

На очень высоких частотах для подавления мешающих сигналов обычно используется так называемый однородный фильтр [1]. Для реализации этого фильтра не требуются умножители. Однородный фильтр представляет собой фильтр с конечной импульсной характеристикой, обладающий прямоугольной импульсной характеристикой (то есть представляет собой обычный усреднитель).

Передаточная характеристика однородного фильтра описывается формулой:

 

(15.3)

 

Для однородного фильтра седьмого порядка эта формула выглядит следующим образом:

(15.4)

Структурная схема фильтра, реализующего формулу 14.3, приведена на рисунке 15.36.

 

 

Рисунок 15.36 – Структурная схема однородного фильтра седьмого порядка

Этот фильтр реализует математическую операцию скользящего среднего. Применив к импульсной характеристике фильтра (15.4) дискретное преобразование Фурье, получим выражение, описывающее его амплитудно-частотную характеристику.

 

(15.5)

 

Это хорошо известная функция sin(x)/x. График амплитудно-частотной характеристики однородного фильтра приведен на рисунке 15.37. Как и ожидалось, однородный фильтр является фильтром низкой частоты. Так как импульсная характеристика данного фильтра симметрична, то его фазовая характеристика будет строго линейна. Это означает, что однородный фильтр не вносит фазовых искажений в исходный цифровой сигнал. Однако глубина подавления частот вне полосы пропускания у рассмотренного фильтра для большинства приложений явно недостаточна. Известно, что при включении нескольких фильтров друг за другом, глубина подавления мешающих сигналов возрастает, так как при последовательном включении четырехполюсников, их коэффициенты передачи перемножаются.

Рисунок 15.37 – Амплитудно-частотная характеристика однородного фильтра

 

Давайте включим четыре однородных фильтра последовательно друг за другом. На рисунке 15.38 приведены амплитудно-частотные характеристики, полученные для одно- двух- трех- и четырехкаскадного однородного фильтра.

 

Рисунок 15.38 – Амплитудно-частотная характеристика многокаскадного однородного фильтра

 

Как видно из этих амплитудно-частотных характеристик, применение многокаскадного однородного фильтра позволяет достичь требуемого подавления мешающих сигналов.

Обычно однородные фильтры используются в составе устройств повышения частоты дискретизации (интерполяции) сигнала или устройств понижения частоты дискретизации (децимации) сигнала. В этом случае можно дополнительно упростить схему однородного фильтра и тем самым увеличить быстродействие схемы, но мы рассмотрим это в последующих главах.

К сожалению, однородный фильтр вносит амплитудные искажения в полосе полезного сигнала, поэтому обычно он используется вместе с дополнительным нерекурсивным фильтром. Этот дополнительный фильтр кроме своей основной задачи должен компенсировать искажения, вносимые в сигнал однородным фильтром.

На этом можно завершить краткий обзор, посвященный реализации фильтров в цифровом виде. Ну а теперь рассмотрим конкретные примеры применения цифровых фильтров для реализации типовых задач, встречающихся в радиотехнических устройствах.

 






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных