Аналоговый, дискретный и цифровой сигналы. Основная функция сигнала. Аппроксимация в процессе синтеза рекурсивных дискретных фильтров, страница 14

Фильтры первой группы применяются обычно в качестве избирательных фильтров, преобразователей Гильберта и т.д.

Вторую группу фильтров составляют минимальнофазовые фильтры. У этих фильтров нули передаточной функции находятся только внутри единичной окружности или на ней. Такие фильтры применяются в качестве избирательных, когда ГВЗ д.б. малым.

38. Цифровые синтезаторы частот. Схема на основе ФАПЧ с ДПКД.

Цифровые синтезаторы частот формирует непрерывный или импульсный сигнал с заданной частотой (форма сигнала не важна, важна частота и ее стабильность). Позволяет изменять частоту в соответствии с управляющим кодом. Одним из способов построения ЦСЧ является способ по схеме ФАПЧ С ДПКД.

ИФД – импульсно-фазовый детектор, Ф – петлевой фильтр, ГУН – генератор управляемый напряжением, ДПКД – делитель с переменным коэффициентом деления.

Сигнал с выхода ГУН с частотой F_вых поступает на ДПКД (с коэффициентом деления m) и с выхода делителя поступает на один из входов ИФД. На второй вход ИФД поступает сигнал с постоянной высокостабильной частотой. Если частоты не совпадают, появляется рассогласование, которое через фильтр действует на ГУН до тех, пока в этом кольце ФАПЧ не установится синхронизм.

 , тогда минимальный дискрет перестройки

Достоинства такого ЦСЧ является большой диапазон перестройки и возможность получения сигнала синусоидальной формы.

39. Основные этапы проектирования нерекурсивных фильтров.

Различают 5 этапов:

1) формулировка задачи аппроксимации. Он включает в себя следующие шаги:

-выбор типа фильтра, т.е. ЛФЧХ или МФ;

-выбор аппроксимирующей функции B(w), которая задает требования к частотной характеристике;

- выбор аппроксимирующей функции Ф(w,c), w – нормированная частота, с – вектор коэффициентов. Эти коэффициенты либо совпадают с коэффициентамифильтра, либо как-то с ними связаны;

-выбор критерия аппроксимации B(w)≈ Ф(w,c);

-определение весовой функции аппроксимации q(w), которая задает требования к точности приближения.

Целью этого этапа является математическая формулировка задачи вычисления вектора с по исходным требованиям к характеристикам.

2)решение задачи аппроксимации:

-оценка необходимого порядка фильтра;

-расчет вектора коэффициентов с;

-проверка критерия получения решения, т.е. выполнения заданных требований к характеристикам фильтра.

Цель этого этапа – определение вектора коэффициентов фильтра.

3)определение разрядности коэффициентов (регистров ПЗУ)

Этот этап зависит от выбранной элементной базы.

4)расчет разрядности регистров оперативной памяти таким образом, чтобы мощность собственных шумов фильтра была меньше, чем мощность шума на входе.

5)схемная реализация фильтра на выбранной элементной базе.

40. Цифровой синтезатор частоты на основе цифро-аналогового фазовращателя.

Принцип работы такой схемы основан на сложении 2х ортогональных составляющих с частотой Fэ.

U₁=U_m1sinw_эt, U₂=U_m2cosw_эt, U_m1=U₀sinφ, U_m2=U₀cosφ, φ=w_yt, тогда результирующий вектор будет вращаться. w_вых=w_э±w_у. Но такое управление сложно, поэтому используют управление с помощью линейной функции. Результирующий вектор движется не по окружности, а по хорде.

 

ДШ – дешифратор, К – коммутатор, РС – реверсивный счетчик, ФОК – формирователь опорных колебаний.

На вход ФОК подается сигнал с частотой F_э. На выходе образуются сигналы с разностью фаз 0, 90, 180, 270. Эти сигналы поступают на коммутатор, который выбирает 2 ортогональных сигнала U₁ и U₂, соответствующих той плоскости, в которой в данный момент находится результирующий вектор. Сигналы U₁ и U₂ поступают на входы ЦАП1 и ЦАП2. Сигнал управления фазы с F_у  виде импульсов поступает на РС с коэффициентом пересчета m=2^L. Параллельный код с L-2 выходов счетчика поступает на входы ЦАП1 в прямом коде и на ЦАП2 в обратном коде. В итоге амплитуда сигналов изменяется линейно в зависимости от текущего значения кода РС. В результате сложения выходных сигналов в сумматоре и такого управления результирующий вектор будет смещаться по хорде с дискретом ∆φ=360⁰/2^L. Два старших разряда РС используются для управления коммутатором и управления счетом РС.