Расчет рекурсивного цифрового фильтра

 

 

Структурная схема цифрового фильтра.

Структурную схему отобразим в  прямой форме второго вида, для этого потребуется передаточная функция такого вида:

 

 

 

Методы реализации цифрового фильтра.

Аппаратный метод.

При аппаратном методе реализуются схемы ввода-вывода данных, умножители, сумматоры, генератор тактовой частоты, память для коэффициентов, для исходных и промежуточных данных. Достоинством метода является высокое быстродействие, а недостатком – невозможно изменять параметры уже готового ЦФ и дороговизна реализации.

Программный метод.

Данный метод подразумевает  написание программы под ЭВМ, микроконтроллер, цифровой процессор  реализующая алгоритм работы цифрового  фильтра. Достоинства метода: изменение структуры ЦФ требует изменение лишь программы фильтра, дешевизна реализации. Недостатком метода является низкое быстродействие из-за последовательного выполнения алгоритма фильтра.

Аппаратно-программный метод.

Аппаратно-программная реализация подразумевает, что часть функций  системы ЦОС выполняется аппаратно (аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразования, умножение с накоплением, прием/передача данных и др.), а другая часть функций выполняется программно.

• интерфейс – специальная вспомогательная схема, обеспечивающая согласование сигналов на стыках с модулями внешней памяти, АЦП, ЦАП, каналом связи;
• система синхронизации, обеспечивающая временное согласование всех элементов системы.

Аппаратно-программная реализация сочетает положительные свойства аппаратной и программной реализаций. Разумное сочетание аппаратных и программных средств позволяет снизить требования к вычислительным возможностям элементной базы и упростить реализацию систем ЦОС в целом.

 

 

 

Заключение.

В настоящей работе был разработан цифровой фильтр Баттерворта низких частот четвертого порядка по аналоговому фильтру-прототипу. Полученный фильтр удовлетворяет заданным требованиям, таким как частота среза, частота дискретизации и неравномерность в полосе пропускания. В результате работы была построена структурная схема фильтра, построены графики АЧХ и ФЧХ АФ и ЦФ фильтров.

 

Список литературы

1. А.В. Бруженко, Ю.Т. Бутыльский и др. Цифровые фильтры в электросвязи и радиотехнике. –М.: Радио и связь, 1982.

2. Л.М. Гольденберг, Б.Д. Матюшкин, М.Н. Поляк. Цифровая обработка сигналов: Учебное пособие для вузов. –М.: Радио и связь, 1990.

3. Л.М. Гольденберг, Б.Д. Матюшин, М.Н. Полек. Цифровая обработка сигналов: Справочник. –М.: Радио и связь, 1985.

4. А.В. Опнешейм, Р.В. Шафер. Цифровая обработка сигналов. –М.: связь, 1979.

5. Б. Голд, Ч. Рейдер. Цифровая обработка сигналов. –М.: Советское радио, 1973.

6. Л. Рабинер, Б. Гоулд. Теория и применение цифровой обработки сигналов. –М.: Мир, 1978.

7. Э. Христон, Е. Эизеион. Таблицы и графики по расчету фильтров.

–М.: Связь, 1975.

8. Горбунова Н.Г. Конспект лекций по курсу “Математические основы цифровой обработки сигналов”. Хабаровск, 2003.