Cтраница 4
Данная подпрограмма реализует функции цифрового фильтра Баттерворта. Используются следующие параметры фильтра: частота дискретизации, нижняя частота среза, верхняя частота среза, порядок фильтра, тип фильтра. [46]
Поскольку порядок фильтра - величина целочисленная, то обычно оказывается, что фильтр минимально необходимого порядка обеспечивает некоторый запас по исходным параметрам. Функции выбора порядка фильтра при дискретном варианте расчета используют этот запас точно так же, как в аналоговом случае ( см. раздел Выбор порядка фильтра главы 2): для фильтров Баттерворта и Че-бышева первого рода будет увеличиваться затухание в полосе задерживания, для фильтров Чебышева второго рода - уменьшаться пульсации в полосе пропускания, а для эллиптических фильтров - расширяться полоса задерживания. [47]
Результаты работы функции могут быть неточными, если у заданной АЧХ имеются частоты среза, близкие к нулю или частоте Найквиста. Кроме того, в любом случае оценка порядка фильтра, производимая функцией remezord, является приближенной, поэтому если синтезированный фильтр не удовлетворяет заданным требованиям, необходимо более точно подобрать порядок фильтра вручную. [48]
Кроме того, четность или нечетность порядка фильтра и наличие того или иного типа симметрии накладывают определенные ограничения на коэффициенты передачи фильтра на нулевой частоте и на частоте Найквиста. Эти ограничения легко получить из условий симметрии и формулы (4.7) для комплексного коэффициента передачи фильтра. Сочетание четности порядка фильтра и типа симметрии дает четыре типа симметричных фильтров, перечисленных в табл. 4.1 вместе с указанными ограничениями значений АЧХ. Приведенные в таблице номера типов часто используются в зарубежной литературе. [49]
![]() |
АЧХ ФНЧ, синтезированного путем минимизации среднеквадратической ошибки с помощью функции firls. [50] |
Расчет фильтра производится следующим образом. Минимизация взвешенной средиеквадратической ошибки воспроизведения заданной АЧХ приводит к системе линейных уравнений относительно коэффициентов фильтра. Это, как правило, означает неудачное сочетание порядка фильтра и заданной АЧХ. [51]
Чтобы получить характеристику фильтра с крутой переходной областью, величина п выбирается большой. Таким образом, для реализации первого звена второго порядка фильтра Баттерворта высокого порядка требуются высококачественные элементы. Те же соображения применимы также и к фильтрам Чебышева и Бесселя. [52]
![]() |
Амплитудно - и фа-зово-частотные характеристики заграждающих фильтров второго порядка с добротностью g 1 и Q 10.| Заграждающий LRC-фильтр. [53] |
Кроме того, она зеркально отображается в логарифмическом масштабе относительно резонансной частоты. Для резонансной частоты Q 1 значение передаточной функции равно нулю. Как и в случае полосовых фильтров, при преобразовании порядок фильтра удваивается. Особенно интересно применение указанного преобразования к фильтру нижних частот первого порядка. [54]
![]() |
Структурная модель КИХ-фильтра. [55] |
Поведенческое описание устройства последовательного типа на языке VHDL представлено в листинге 4.8. Программа предполагает, что по внешнему сигналу samipe, отмечающему появление очередного отсчета входного сигнала, происходит сдвиг информации в линии задержки и запись нового отсчета в первую ячейку этой линии. Импульс samipe синхронизирован с тактовым сигналом, но появляется значительно реже тактового сигнала. В течение следующих power / 2 тактов параметр power задает порядок фильтра и, соответственно, число элементов задержки) выполняется последовательное умножение значений отсчетов, сохраняемых в линии задержки, на соответствующие коэффициенты, и прибавление произведения к накопленной за п предыдущих тактов сумме. После этого накопленная сумма произведений передается на выход, а работа схемы приостанавливается до возникновения сигнала о появлении очередного отсчета. [56]
![]() |
Уровни звукового поли.| Цифровой фильтр бесселя 3-го порядка. [57] |
Полосовые фильтры в полосном вокодере расфильтровывают один сигнал на ряд полос и расфильтрованные сигналы имеют сильную взаимную корреляцию. Поэтому переход из одного канала в другой не представляет помеху. Вследствие первого требования нули спектра должны быть в центре координат 5-плоскости, и порядок фильтра следует выбирать небольшой. [58]
В настоящее время в MATLAB имеется три функции, реализующие данный метод и несколько различающиеся по своим возможностям. Две из них, remez и cremez, находятся в пакете Signal Processing, а третья, gremez ( она является наиболее обобщенным вариантом), - в пакете Filter Design. Кроме того, в пакете Signal Processing имеется функция remezord, предназначенная для оценки порядка фильтра, который при синтезе методом Ремеза будет удовлетворять заданным требованиям. [59]
В рекламных материалах фирмы утверждается, что использование этого компилятора уменьшает время проектирования высокопроизводительных цифровых фильтров с нескольких недель до одного дня, а полученная реализация в десятки раз экономичнее, чем реализация на стандартных процессорах ЦОС. Компилятор имеет графический интерфейс и позволяет задавать вид частотной характеристики, специфицировать формат данных, порядок фильтра, коэффициенты интерполяции и децимации. В число опций проекта входит также вариант структурной реализации - параллельная или последовательная. [60]